අර්ධ සන්නායක ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා නවීන තාක්ෂණයන්. පාඨමාලා වැඩ: අර්ධ සන්නායක ඒකාබද්ධ පරිපථ ස්ඵටික නිෂ්පාදන තාක්ෂණය
ඒකාබද්ධ ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදන තාක්ෂණය
ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය මෙහෙයුම් මාලාවකින් සමන්විත වන අතර, නිමි භාණ්ඩය ආරම්භක ද්රව්ය වලින් ක්රමයෙන් ලබා ගනී. තාක්ෂණික ක්රියාවලි මෙහෙයුම් සංඛ්යාව 200 හෝ ඊට වැඩි ගණනක් කරා ළඟා විය හැකිය, එබැවින් අපි මූලික ඒවා පමණක් සලකා බලමු.
Epitaxy යනු උපස්ථරයක් මත තනි ස්ඵටික ස්ථරයක් වැඩීමේ මෙහෙයුමයි, එය උපස්ථරයේ ව්යුහය සහ එහි ස්ඵටික දිශානතිය පුනරාවර්තනය කරයි. 1 සිට 15 μm ඝණකම සහිත epitaxial චිත්රපට ලබා ගැනීම සඳහා, ක්ලෝරයිඩ් ක්රමය සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරනු ලැබේ, එහිදී අර්ධ සන්නායක වේෆර්, විවිධ වර්ගයේ අපවිත්‍ර ද්රව්ය වලින් මතුපිට හොඳින් පිරිසිදු කිරීමෙන් පසු, අධි-සංඛ්යාත උණුසුම සහිත ක්වාර්ට්ස් නලයක තැන්පත් කරනු ලැබේ. වේෆර් 1200 ± 3 °C දක්වා රත් කරනු ලැබේ. සිලිකන් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් කුඩා අන්තර්ගතයක් සහිත හයිඩ්රජන් ධාරාවක් පයිප්පය හරහා ගමන් කරයි. ප්රතික්රියාවේ දී සාදනු ලබන සිලිකන් පරමාණු ස්ඵටික දැලිස් ඇති ස්ථානවල ස්ථාන අල්ලා ගන්නා අතර, එම නිසා වැඩෙන පටලය උපස්ථරයේ ස්ඵටික ව්යුහය දිගටම කරගෙන යයි. වායූන්ගේ මිශ්රණයට වායුමය දායක සංයෝග එකතු කළ විට, වැඩෙන ස්ථරය p-වර්ගයේ සන්නායකතාව ලබා ගනී.
උත්තේජක භාවිතය යනු උපස්ථරයක් තුළට අපද්රව්ය හඳුන්වා දීමේ ක්‍රියාවලියයි. මාත්‍රණ ක්රම දෙකක් තිබේ: අපිරිසිදු විසරණය සහ අයන තැන්පත් කිරීම.
අපද්රව්ය ව්යාප්තිය යනු ඒවායේ සාන්ද්රණය අඩු වන දිශාවට තාප චලිතය හේතුවෙන් අංශු චලනය වීමයි. අපිරිසිදු පරමාණු ස්ඵටික දැලිස් තුළට විනිවිද යාමේ ප්රධාන යාන්ත්රණය සමන්විත වන්නේ දැලිස් පුරප්පාඩු දිගේ ඒවායේ අනුක්රමික චලනයෙනි. ± 0.5 ° C නිරවද්යතාවයකින් පවත්වා ගෙන යන 1100-1200 ° C උෂ්ණත්වයකදී ක්වාර්ට්ස් ඌෂ්මකවල අපද්රව්ය ව්‍යාප්ත කිරීම සිදු කෙරේ. උදාසීන වාහක වායුවක් (N2 හෝ Ar) උදුන හරහා ගමන් කරන අතර එමඟින් විසරණ අංශු (B2O3 හෝ P2O5) තහඩු මතුපිටට ප්රවාහනය කරයි, එහිදී රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවල ප්රතිඵලයක් ලෙස අපිරිසිදු පරමාණු (B හෝ P) මුදා හරිනු ලැබේ. තහඩු තුළට ගැඹුරට විහිදෙන.
LSI සහ VLSI නිර්මාණය කිරීමේදී අයන මාත්‍රණය බහුලව භාවිතා වේ. විසරණය හා සසඳන විට, අයන උත්තේජක ක්‍රියාවලියට අඩු කාලයක් ගත වන අතර, ඉහළ පරාමිති ප්රතිනිෂ්පාදනය සහිත, 0.1 µm ට වඩා අඩු ඝනකමකින් යුත් submicron තිරස් මානයන් සහිත ස්ථර නිර්මාණය කිරීමට ඉඩ සලසයි.
සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් SiO2 තුනී පටල ලබා ගැනීම සඳහා තාප ඔක්සිකරණය භාවිතා වේ, එය ඔක්සිජන් හෝ ඔක්සිජන් අඩංගු ද්රව්ය සමඟ සිලිකන් ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්රතික්රියා මත පදනම් වේ. ඔක්සිකරණය ± 1 ° C නිරවද්යතාවයකින් 800-1200 ° C උෂ්ණත්වයකදී ක්වාර්ට්ස් ඌෂ්මකවල සිදු වේ.
විවිධ වර්ගයේ අපවිත්‍ර ද්රව්ය වලින් අර්ධ සන්නායක වේෆර් මතුපිට පිරිසිදු කිරීමට, SiO2 ස්ථරය ඉවත් කිරීමට සහ උපස්ථරවල මතුපිට කට්ට සහ අවපාත ඇති කිරීමට කැටයම් භාවිතා කරයි. කැටයම් කිරීම දියර හා වියලි විය හැකිය.
දියර කැටයම් කිරීම අම්ලය හෝ ක්ෂාර භාවිතයෙන් සිදු කෙරේ. දර්පණ සුමට මතුපිටක් ලබා ගැනීම සඳහා මයික්‍රොචිප් ව්යුහයන් නිෂ්පාදනය සඳහා සිලිකන් වේෆර් සකස් කිරීමේදී මෙන්ම SiO2 පටලය ඉවත් කර එහි සිදුරු සෑදීම සඳහා අම්ල කැටයම් භාවිතා කරයි. කට්ට සහ අවපාත ලබා ගැනීම සඳහා ක්ෂාරීය කැටයම් භාවිතා කරයි.
ලිතෝග්රැෆි යනු දේශීය විසරණය, කැටයම් කිරීම, ඔක්සිකරණය සහ වෙනත් මෙහෙයුම් සඳහා භාවිතා කරන වෙස් මුහුණු වල සිදුරු සෑදීමේ ක්‍රියාවලියයි. මෙම ක්රියාවලියේ වෙනස්කම් කිහිපයක් තිබේ.
ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි ආලෝකයට සංවේදී ද්රව්ය භාවිතය මත පදනම් වේ - ෆොටෝ රෙසිස්ටස්, ඍණාත්මක හා ධනාත්මක විය හැකිය. සෘණ ඡායා ප්රතිරෝධක ආලෝකයේ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ බහුඅවයවීකරණය වී etchants වලට ප්රතිරෝධී වේ. ධනාත්මක ප්‍රභා ප්රතිරෝධක වලදී, ආලෝකය, ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, පොලිමර් දාම විනාශ කරයි, එබැවින් ප්‍රභා ප්රතිරෝධකයේ නිරාවරණය වූ ප්රදේශ etchant මගින් විනාශ වේ. FPGA නිෂ්පාදනයේදී SiO2 මතුපිටට photoresist තට්ටුවක් යොදන අතර GIS නිෂ්පාදනයේදී එය උපස්ථරයක් මත තැන්පත් කර ඇති තුනී ලෝහ තට්ටුවකට හෝ ඉවත් කළ හැකි වෙස් මුහුණක් ලෙස ක්‍රියා කරන තුනී ලෝහ තහඩුවකට යොදනු ලැබේ. .
1:1 පරිමාණයෙන් IC මූලද්රව්යවල ධනාත්මක හෝ ඍණ රටාවක් ඇති වීදුරු තහඩුවක් වන ෆොටෝමාස්ක් එකක් හරහා ප්‍රභාසංස්ලේෂකය ආලෝකයෙන් ප්රකිරණය කිරීමෙන් IC මූලද්රව්යවල අවශ්ය රටාව ලබා ගනී. IC නිෂ්පාදනයේදී, ෆොටෝමාස්ක් කිහිපයක් භාවිතා කරනු ලබන අතර, ඒ සෑම එකක්ම ඇතැම් ස්ථර වල රටාව සකසයි (පදනම සහ විමෝචක කලාප, සම්බන්ධතා තුඩු ආදිය).
ආලෝකය සමඟ ප්රකිරණය කිරීමෙන් පසුව, ඡායාරූප ප්රතිරෝධකයේ බහුඅවයවීකරණය නොකළ ප්රදේශ etchant සමඟ ඉවත් කරනු ලබන අතර, SiO2 (හෝ ලෝහ පටලයක්) මතුපිටින් ඡායාරූප ප්රතිරෝධක ආවරණයක් සාදනු ලැබේ.
X-ray lithography 1 nm පමණ තරංග ආයාමයක් සහිත මෘදු X-කිරණ භාවිතා කරයි, එමඟින් D »0.1 µm ලබා ගැනීමට හැකි වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ෆොටෝමාස්ක් යනු X-කිරණවලට විනිවිද පෙනෙන පටලයක් (5 μm පමණ) වන අතර, ඉලෙක්ට්රෝන-කදම්භ ලිතෝග්රැෆි මගින් IC මූලද්රව්යවල රටාවක් නිර්මාණය වේ.
අයන කදම්භ ලිතෝග්රැෆි මගින් අයන කදම්භයක් සහිත ප්‍රතිරෝධයක ප්රකිරණය භාවිතා කරයි. අයන ප්‍රකිරණයට ප්‍රතිරෝධයේ සංවේදීතාව ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රකිරණයට වඩා බොහෝ ගුණයකින් වැඩි වන අතර එමඟින් අඩු ධාරා සහිත කදම්භ භාවිතා කිරීමට හැකි වන අතර ඒ අනුව කුඩා විෂ්කම්භයක් (0.01 μm දක්වා). අයන-කදම්භ ලිතෝග්රැෆි පද්ධතිය අයන මාත්‍රණ ඒකක සමඟ තාක්‍ෂණිකව අනුකූල වේ.
3 නිෂ්පාදනයේ තාක්ෂණික පදනම
අර්ධ සන්නායක ඒකාබද්ධ ක්ෂුද්ර පරිපථය
අර්ධ සන්නායක ඒකාබද්ධ පරිපථ (SSIMS) නිෂ්පාදනය සඳහා තාක්ෂණය ප්ලැනර් ට්රාන්සිස්ටර තාක්ෂණයේ පදනම මත වර්ධනය වී ඇත. එබැවින්, IC නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණික චක්‍ර අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, මෙම චක්‍ර සෑදී ඇති සාමාන්ය තාක්ෂණික ක්රියාවලීන් පිළිබඳව ඔබව හුරු කරවීම අවශ්ය වේ.
3.1 සූදානම් කිරීමේ මෙහෙයුම්
අනෙකුත් අර්ධ සන්නායක වැනි තනි-ස්ඵටික සිලිකන් ඉන්ගෝට් සාමාන්යයෙන් ලබා ගන්නේ උණු කිරීමකින් ස්ඵටිකීකරණය වීමෙනි. Czochralski ක්රමය. මෙම ක්රමය සමඟ, දියවීම සමඟ සම්බන්ධ වීමෙන් පසු බීජ දණ්ඩක් (සිලිකන් තනි ස්ඵටිකයක ස්වරූපයෙන්) එකවර භ්‍රමණය වීමත් සමඟ සෙමින් ඔසවනු ලැබේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, බීජයෙන් පසුව, වර්ධනය වන සහ ඝනීභවනය වන ingot පිටතට ඇද දමනු ලැබේ.
බීජයේ ස්ඵටික දිශානතිය මගින් ඉන්ගෝට් (එහි හරස්කඩ) ස්ඵටිකරූපී දිශානතිය තීරණය වේ. අනෙක් ඒවාට වඩා බොහෝ විට, ගුවන් යානයේ (111) හෝ (100) හරස්කඩක් සහිත ඉන්ගෝට් භාවිතා වේ.
ඉන්ගෝට් වල සාමාන්ය විෂ්කම්භය දැනට 80 mm වන අතර උපරිම විෂ්කම්භය 300 mm හෝ ඊට වැඩි විය හැක. Ingots වල දිග මීටර් 1-1.5 දක්වා ළඟා විය හැකි නමුත් සාමාන්යයෙන් එය කිහිප ගුණයකින් අඩු වේ.
සිලිකන් ඉන්ගෝට් තුනී තහඩු (0.4-1.0 මි.මී. ඝන) වලට කපා, පසුව ඒකාබද්ධ පරිපථ සාදනු ලැබේ. කැපීමෙන් පසු තහඩු වල මතුපිට ඉතා අසමාන වේ: සීරීම්, නෙරා යාම සහ වලවල් වල මානයන් අනාගත IC මූලද්රව්යවල මානයන් ඉක්මවා යයි. එබැවින්, ප්රධාන තාක්ෂණික මෙහෙයුම් ආරම්භ කිරීමට පෙර, තහඩු නැවත නැවතත් බිම හා පසුව ඔප දමා ඇත. ඇඹරීමේ අරමුණ, යාන්ත්රික දෝෂ ඉවත් කිරීමට අමතරව, කැපීමේදී ලබා ගත නොහැකි තහඩුවේ අවශ්ය ඝණකම (මයික්රෝන 200-500), සහ ගුවන් යානාවල සමාන්තර බව සහතික කිරීමයි. ඇඹරීම අවසානයේදී, මයික්රෝන කිහිපයක් ඝනකම ඇති යාන්ත්‍රිකව කැළඹුණු ස්ථරයක් තවමත් මතුපිට ඉතිරිව ඇති අතර, ඒ යටතේ ඊටත් වඩා තුනී, ඊනියා භෞතිකව කැළඹුණු තට්ටුවක් ඇත. පසුකාලීනව ස්ඵටික දැලිස්වල "නොපෙනෙන" විකෘති කිරීම් සහ ඇඹරුම් ක්රියාවලියේදී පැන නගින යාන්ත්රික ආතතීන් මගින් සංලක්ෂිත වේ.
ඔප දැමීම සමන්විත වන්නේ හානියට පත් ස්ථර දෙකම ඉවත් කිරීම සහ දෘශ්ය පද්ධතිවල ලක්ෂණ මට්ටමට මතුපිට අක්‍රමිකතා අඩු කිරීම - මයික්‍රෝමීටරයකින් සියයෙන් පංගුවකි. යාන්ත්රික ඔප දැමීම හැරුණු විට, රසායනික ඔප දැමීම (කැටීම්) භාවිතා කරනු ලැබේ, එනම්, සාරය වශයෙන්, ඇතැම් ප්රතික්රියාකාරකවල අර්ධ සන්නායකයේ මතුපිට ස්ථරය විසුරුවා හැරීම. මතුපිට ඇති නෙරා යාම සහ ඉරිතැලීම් මූලික ද්රව්යයට වඩා වේගයෙන් කැටයම් කර ඇති අතර පෘෂ්ඨය සාමාන්යයෙන් මට්ටම් කර ඇත.
අර්ධ සන්නායක තාක්ෂණයේ වැදගත් ක්‍රියාවලියක් වන්නේ කාබනික ද්රව්ය, විශේෂයෙන් මේද මගින් දූෂණයෙන් මතුපිට පිරිසිදු කිරීමයි. ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී කාබනික ද්‍රාවක (ටොලුයින්, ඇසිටෝන්, එතිල් මධ්යසාර, ආදිය) පිරිසිදු කිරීම සහ ක්ෂය කිරීම සිදු කෙරේ.
කැටයම් කිරීම, පිරිසිදු කිරීම සහ තවත් බොහෝ ක්රියාවලීන් තහඩු සේදීම සමඟ සිදු වේ deionizedජලය.
3.2 එපිටැක්සි
epitaxyඋපස්ථරයක් මත තනි-ස්ඵටික ස්ථර වැඩීමේ ක්රියාවලිය ලෙස හැඳින්වේ, එහිදී වැඩෙන ස්ථරයේ ස්ඵටික දිශානතිය උපස්ථරයේ ස්ඵටික දිශානතිය පුනරාවර්තනය කරයි.
දැනට, epitaxy සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරනුයේ ආධාරක ව්‍යුහයක කාර්යභාරය ඉටු කරන සාපේක්ෂ ඝන උපස්ථරයක් මත සමජාතීය අර්ධ සන්නායකයක 15 µm දක්වා තුනී වැඩ කරන ස්ථර ලබා ගැනීම සඳහා ය.
සාමාන්ය - ක්ලෝරයිඩ්සිලිකන් සම්බන්ධව epitaxy ක්රියාවලිය පහත පරිදි වේ (රූපය 3.1). මොනොක්‍රිස්ටලීන් සිලිකන් වේෆර් "බෝට්ටු" කූඩුවකට පටවා ක්වාර්ට්ස් නලයක තබා ඇත. සිලිකන් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් SiCl4 හි කුඩා මිශ්රණයක් අඩංගු හයිඩ්රජන් ප්‍රවාහයක් පයිප්පය හරහා ගමන් කරයි. ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී (1200 ° C පමණ), SiCl4 + 2H2 = Si + 4HC1 ප්රතික්රියාව තහඩු මතුපිට ඇතිවේ.
ප්රතික්රියාවේ ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, පිරිසිදු තට්ටුවක්
සිලිකන්, සහ HCl වාෂ්ප හයිඩ්රජන් ප්‍රවාහයක් මගින් රැගෙන යයි. තැන්පත් කරන ලද සිලිකන් වල epitaxial ස්ථරය තනි-ස්ඵටික වන අතර උපස්ථරයට සමාන ස්ඵටික දිශානතියක් ඇත. උෂ්ණත්වය තෝරාගැනීම හේතුවෙන් රසායනික ප්රතික්රියාව සිදුවන්නේ තහඩුවේ මතුපිට පමණක් වන අතර අවට අවකාශයේ නොවේ.
Figure 3.1 - Epitaxy ක්රියාවලිය
ගෑස් ප්රවාහයක සිදුවන ක්රියාවලිය හැඳින්වේ ගෑස් ප්රවාහනය ප්රතික්රියාවසහ ප්රතික්රියා කලාපයට අපිරිසිදුකම ගෙන යන ප්රධාන වායුව (මෙම අවස්ථාවේදී, හයිඩ්රජන්), වේ වාහක වායුව.
සිලිකන් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් වාෂ්පවලට පොස්පරස් සංයෝග (РН3) හෝ බෝරෝන් සංයෝග (В2Н6) යුගල එකතු කළහොත්, එපිටාක්සියල් ස්ථරයට තවදුරටත් තමන්ගේම නොවේ, නමුත්, ඒ අනුව, විද්යුත් හෝ සිදුරු සන්නායකතාව (රූපය 3.2a), පරිත්‍යාගශීලී පරමාණු නිසා පොස්පරස් හෝ ප්‍රතිග්‍රාහක බෝරෝන් පරමාණු ප්‍රතික්‍රියාවේදී තැන්පත් වූ සිලිකන් තුළට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.
මේ අනුව, epitaxy මඟින් ඕනෑම ආකාරයක සන්නායකතාවයක සහ ඕනෑම නිශ්චිත ප්‍රතිරෝධයක උපස්ථරයක් මත තනි ස්ඵටික ස්ථර මත වර්ධනය වීමට ඉඩ සලසයි, ඕනෑම වර්ගයක සහ සන්නායකතාවයේ අගයක් ඇත, උදාහරණයක් ලෙස, රූප සටහන 3.2a හි n ස්ථරයක් පෙන්වා ඇති අතර ස්ථරයක් පෙන්වයි. n + හෝ p + සෑදිය හැක.
රූපය 3.2 - epitaxial සහ ඔක්සයිඩ් පටල සහිත උපස්ථර
එපිටැක්සි ක්රියාවලියේදී අපද්රව්ය එක් ස්ථරයකින් තවත් ස්ථරයකට අර්ධ වශයෙන් විසරණය වන බැවින් එපිටාක්සියල් ස්ථරය සහ උපස්ථරය අතර මායිම පරිපූර්ණ ලෙස තියුණු නොවේ. මෙම තත්වය නිසා අල්ට්‍රාතින් (1 μm ට අඩු) සහ බහු ස්ථර එපිටාක්සියල් ව්යුහයන් නිර්මාණය කිරීම අපහසු වේ. ප්රධාන භූමිකාව, වර්තමානයේ, තනි ස්ථර epitaxy විසින් ඉටු කරනු ලැබේ. එය අර්ධ සන්නායක තාක්ෂණයේ අවි ගබඩාව සැලකිය යුතු ලෙස පුළුල් කළේය; epitaxy ලබා දෙන එවැනි තුනී සමජාතීය ස්ථර ලබා ගැනීම වෙනත් ආකාරයකින් කළ නොහැක.
රූප සටහන 3.2a සහ පහත දැක්වෙන පරිදි, සිරස් පරිමාණයට ගරු නොකෙරේ.
රූප සටහන 3.1 හි පෙන්වා ඇති ස්ථාපනයේදී, සමහර අතිරේක මෙහෙයුම් සපයනු ලැබේ: නයිට්රජන් සමඟ නල පිරිසිදු කිරීම සහ HCl වාෂ්පයේ සිලිකන් පෘෂ්ඨයේ නොගැඹුරු කැටයම් කිරීම (පිරිසිදු කිරීමේ අරමුණු සඳහා). මෙම මෙහෙයුම් ප්රධාන ඒවා ආරම්භ කිරීමට පෙර සිදු කරනු ලැබේ.
epitaxial චිත්රපටය රසායනික සංයුතියේ උපස්ථරයෙන් වෙනස් විය හැක. එවැනි චිත්රපට ලබා ගැනීමේ ක්රමය ලෙස හැඳින්වේ විෂමතාමෙන් නොව homoepitaxy,ඉහත විස්තර කර ඇත. ඇත්ත වශයෙන්ම, heteroepitaxy හි, චිත්රපට සහ උපස්ථර ද්රව්ය දෙකෙහිම තවමත් එකම ස්ඵටික දැලිසක් තිබිය යුතුය. නිදසුනක් ලෙස, සිලිකන් පටලයක් නිල් මැණික් උපස්ථරයක් මත වගා කළ හැකිය.
අවසාන වශයෙන්, විස්තර කරන ලද ගෑස් එපිටැක්සි වලට අමතරව, දියර එපිටැක්සියක් ඇති බව අපි සටහන් කරමු, එහි තනි ස්ඵටික ස්ථරයක වර්ධනය ද්රව අවධියේ සිට, එනම් අවශ්ය සංරචක අඩංගු ද්රාවණයකින් සිදු කෙරේ.
3.3 තාප ඔක්සිකරණය
සිලිකන් ඔක්සිකරණය යනු නවීන FPIM වල තාක්ෂණයේ වඩාත්ම ලාක්ෂණික ක්රියාවලියකි. සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් SiO2 (රූපය 3.2b) හි ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන චිත්රපටය ඇතුළුව වැදගත් කාර්යයන් කිහිපයක් ඉටු කරයි:
ආරක්ෂණ කාර්යය - නිෂ්ක්රීය කිරීමමතුපිට සහ, විශේෂයෙන්ම, සිරස් කොටස් ආරක්ෂා කිරීම p - n මතුපිටට එන සංක්‍රාන්ති;
විසරණයෙන් අවශ්ය අපද්රව්ය හඳුන්වා දෙන කවුළු හරහා වෙස් මුහුණු ක්රියාකාරිත්වය (රූපය 3.4b);
MOSFET හෝ ධාරිත්‍රකයක ගේට්ටුව යට තුනී පාර විද්යුත් වල ක්රියාකාරිත්වය (රූප සටහන 4.15 සහ 4.18c);
ලෝහ පටලයක් සමඟ PCB IC හි මූලද්රව්ය සම්බන්ධ කිරීම සඳහා පාර විද්යුත් පදනම (Figure 4.1).
සිලිකන් පෘෂ්ඨය සෑම විටම එහි "තමන්ගේම" ඔක්සයිඩ් පටලයකින් ආවරණය වී ඇති අතර, අඩුම උෂ්ණත්වයේ දී "ස්වාභාවික" ඔක්සිකරණය හේතුවෙන්. කෙසේ වෙතත්, මෙම චිත්රපටය ලැයිස්තුගත කර ඇති ඕනෑම කාර්යයක් ඉටු කිරීමට නොහැකි තරම් තුනී (5 nm පමණ) වේ. එබැවින් අර්ධ සන්නායක IC නිෂ්පාදනයේ දී ඝන SiO2 පටල කෘතිමව ලබා ගනී.
සිලිකන් කෘතිම ඔක්සිකරණය සාමාන්යයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී (°C) සිදු කෙරේ. එවැනි තාප ඔක්සිකරණය ඔක්සිජන් වායුගෝලය තුළ සිදු කළ හැක. (වියළි ඔක්සිකරණය),ඔක්සිජන් සහ ජල වාෂ්ප මිශ්රණයක ( තෙත් ඔක්සිකරණය) හෝ සරලව ජල වාෂ්ප තුළ.
සෑම අවස්ථාවකදීම, ක්රියාවලිය ඔක්සිකාරක ඌෂ්මකවල සිදු කරනු ලැබේ. එවැනි ඌෂ්මකවල පදනම වන්නේ, epitaxy හි මෙන්, සිලිකන් තහඩු සහිත "බෝට්ටුවක්" තැන්පත් කර ඇති ක්වාර්ට්ස් නලයක්, අධි-සංඛ්යාත ධාරා මගින් හෝ වෙනත් ආකාරයකින් රත් කර ඇත. ඉහළ උෂ්ණත්ව කලාපයේ සිලිකන් සමඟ ප්රතික්රියා කරන පයිප්ප හරහා ඔක්සිජන් (වියළි හෝ තෙතමනය සහිත) හෝ ජල වාෂ්ප ධාරාවක් ගමන් කරයි. මෙලෙස ලබාගත් SiO2 පටලය අස්ඵටික ව්යුහයක් ඇත (රූපය 3.2b).
නිසැකවම, නව ඔක්සිජන් පරමාණු වඩ වඩාත් ඝන ඔක්සයිඩ් ස්ථරයක් හරහා විසරණය විය යුතු බැවින් ඔක්සයිඩ් වර්ධන වේගය කාලයත් සමඟ අඩු විය යුතුය. ඔක්සයිඩ් පටලයේ ඝනකම තාප ඔක්සිකරණ කාලයට සම්බන්ධ අර්ධ ආනුභවික සූත්‍රයට ආකෘතිය ඇත:
එහිදී කේ - ඔක්සිජන් වල උෂ්ණත්වය හා ආර්ද්රතාවය මත පරාමිතිය.
වියළි ඔක්සිකරණය තෙත් ඔක්සිකරණයට වඩා දස ගුණයකින් මන්දගාමී වේ. නිදසුනක් ලෙස, වියළි ඔක්සිජන් 1000 ° C දී 0.5 μm ඝන SiO2 පටලයක් වර්ධනය වීමට පැය 5 ක් ගත වන අතර තෙත් ඔක්සිජන් තුළ විනාඩි 20 ක් පමණි. කෙසේ වෙතත්, තෙතමනය සහිත ඔක්සිජන් වලින් ලබාගත් චිත්රපටවල ගුණාත්මක භාවය අඩුය. සෑම 100 ° C සඳහාම උෂ්ණත්වය අඩු වීමත් සමඟ ඔක්සිකරණ කාලය 2-3 ගුණයකින් වැඩි වේ.
IC තාක්ෂණයේ දී, "ඝන" සහ "තුනී" SiO2 ඔක්සයිඩ වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය. ඝන ඔක්සයිඩ් ( d = 0.7-1.0 මයික්රෝන) ආරක්ෂා කිරීමේ සහ ආවරණ කිරීමේ කාර්යයන් ඉටු කරයි, සහ සිහින් (d = 0.1-0.2 µm) - MOSFET සහ ධාරිත්‍රකවල ද්වාර පාර විද්යුත් ක්‍රියාකාරකම්.
SiO2 චිත්රපටයක් වර්ධනය කිරීමේදී ඇති එක් වැදගත් ගැටලුවක් වන්නේ එහි ඒකාකාරී බව සහතික කිරීමයි. වේෆර් පෘෂ්ඨයේ ගුණාත්මකභාවය, ප්රතික්රියාකාරකවල සංශුද්ධතාවය සහ වර්ධන තන්ත්රය අනුව, චිත්රපටයේ සමහර හෝ වෙනත් ගැටළු මතු වේ. අඩුපාඩු.සාමාන්ය ආකාරයේ දෝෂයක් වන්නේ ක්ෂුද්ර හා මැක්‍රොපෝර්, සිදුරු හරහා (විශේෂයෙන් තුනී ඔක්සයිඩ් වල) දක්වා ය.
ඔක්සයිඩ් පටලයේ ගුණාත්මක භාවය එහි වර්ධන උෂ්ණත්වයේ අඩු වීමක් මෙන්ම වියළි ඔක්සිජන් භාවිතා කිරීමත් සමඟ වැඩි වේ. එබැවින්, MOS ට්රාන්සිස්ටර පරාමිතීන්ගේ ස්ථායිතාව තීරණය කරන තුනී ගේට් ඔක්සයිඩ්, වියළි ඔක්සිකරණය මගින් ලබා ගනී. ඝන ඔක්සයිඩ් වර්ධනය වන විට, වියළි හා තෙත් ඔක්සිකරණය විකල්ප වේ: පළමු දෝෂ නොමැති වීම සහතික කරයි, සහ දෙවන ක්රියාවලිය කාලය අඩු කිරීමට ඉඩ සලසයි.
SiO2 චිත්රපටයක් ලබා ගැනීම සඳහා වෙනත් ක්රම සාකච්ඡා කෙරේ.
3.4 ලිතෝග්රැෆි
අර්ධ සන්නායක උපාංගවල තාක්ෂණයේ වෙස් මුහුණු වැදගත් ස්ථානයක් ගනී: ඒවා තැන්පත් කිරීම, මාත්‍රණය කිරීම, කැටයම් කිරීම සහ සමහර අවස්ථාවල එපිටැක්සි වල දේශීය ස්වභාවය සහතික කරයි. සෑම වෙස් මුහුණක්ම කලින් සැලසුම් කරන ලද සිදුරු කට්ටලයක් අඩංගු වේ - කවුළු. එවැනි කවුළු නිෂ්පාදනය වේ ලිතෝග්රැෆි කාර්යය(කැටයම්). වෙස් මුහුණු නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ ප්‍රමුඛ ස්ථානය පවත්වා ගෙන යයි ඡායාරූප ශිලා විද්‍යාව සහ ඉලෙක්ට්රෝන ලිතෝග්රැෆි.
3.4.1. ඡායාරූප ශිල්පය.ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි යනු ද්රව්ය භාවිතය මත පදනම් වේ photoresists. මෙය සාම්ප්‍රදායික ඡායාරූපකරණයේ දන්නා ඡායාරූප ඉමල්ෂන් වර්ගයකි. Photoresists පාරජම්බුල කිරණවලට සංවේදී වේ, එබැවින් ඒවා ඉතා අඳුරු නොවන කාමරයක සකස් කළ හැකිය.
Photoresists වේ සෘණ සහ ධනාත්මක.සෘණ ඡායා ප්රතිරෝධක ආලෝකයේ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ බහුඅවයවීකරණය වී etchants (ආම්ලික හෝ ක්ෂාරීය) වලට ප්රතිරෝධී වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ දේශීය නිරාවරණයෙන් පසුව, නිරාවරණය නොවන ප්රදේශ කැටයම් කරනු ඇති බවයි (සාමාන්ය ඡායාරූපයක් ඍණාත්මක ලෙස). ධනාත්මක ප්‍රභා ප්රතිරෝධක වලදී, ආලෝකය, ඊට ප්‍රතිවිරුද්ධව, පොලිමර් දාම විනාශ කරන අතර, එම නිසා, ආලෝකමත් ප්රදේශ කැටයම් කරනු ඇත.
අනාගත වෙස් මුහුණ ඇඳීම ඊනියා ආකාරයෙන් සාදා ඇත pho සැකිල්ල. ෆොටෝමාස්ක් යනු ඝන වීදුරු තහඩුවක් වන අතර, එහි එක් පැත්තක තුනී විනිවිද නොපෙනෙන චිත්රපටයක් අවශ්ය වේ ඇඳීමවිනිවිද පෙනෙන සිදුරු ආකාරයෙන්. 1: 1 පරිමාණයෙන් මෙම සිදුරුවල මානයන් (ඇඳීමේ මූලද්රව්ය) අනාගත IC මූලද්රව්යවල මානයන්ට අනුරූප වේ, එනම් ඒවා මයික්රෝන 20-50 හෝ ඊට අඩු (මයික්රෝන 2-3 දක්වා) විය හැකිය. සමූහ ක්‍රමයකින් IC සෑදී ඇති බැවින්, එකම වර්ගයේ චිත්‍ර රාශියක් “පේළි” සහ “තීරු” දිගේ ෆොටෝමාස්ක් මත තබා ඇත. එක් එක් ඇඳීමේ ප්රමාණය අනාගත IC චිපයේ ප්රමාණයට අනුරූප වේ.
සිලිකන් වේෆරයක මතුපිට ආවරණය වන SiO2 ඔක්සයිඩ් මාස්ක් තුළ ජනේල ලබා ගැනීම සඳහා ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි ක්රියාවලිය පහත පරිදි වේ (රූපය 3.3). තහඩුවේ ඔක්සිකරණය වූ පෘෂ්ඨය මත, උදාහරණයක් ලෙස, සෘණ photoresist (FR) යොදනු ලැබේ. FS ෆොටෝමාස්ක් ඡායා ප්රතිරෝධකයක් (photoresist වෙත රටාවක් සහිත) ආලේප කරන ලද තහඩුවකට යොදනු ලබන අතර ක්වාර්ට්ස් ලාම්පුවක පාරජම්බුල කිරණ (UV) කිරණවලට නිරාවරණය වේ (රූපය 3.3a). ඊට පසු, ෆොටෝමාස්ක් ඉවත් කර ඇති අතර, ෆොටෝසිස්ටරය සංවර්ධනය කර සවි කර ඇත.
ධනාත්මක photoresist භාවිතා කරන්නේ නම්, පසුව සංවර්ධනය හා සවිකිරීමෙන් පසු (ප්‍රකාශකයේ දැඩි කිරීම සහ තාප පිරියම් කිරීමකින් සමන්විත වේ), ඡායාරූප වෙස් මුහුණේ විනිවිද පෙනෙන ප්‍රදේශවලට අනුරූප වන ස්ථානවල ජනේල ලබා ගනී.
ඔවුන් පවසන පරිදි, පින්තූරය මාරු කළා photomask සිට photoresist දක්වා. දැන් photoresist ස්ථරය ඔක්සයිඩ් ස්ථරයට එරෙහිව හොඳින් ගැලපෙන ආවරණයක් වේ (Figure 3.3b).
ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ආවරණයක් හරහා, ඔක්සයිඩ් ස්ථරය සිලිකන් දක්වා කැටයම් කර ඇත (මෙම etchant සිලිකන් වලට බලපාන්නේ නැත). හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය සහ එහි ලවණ ද්රව්යයක් ලෙස භාවිතා කරයි. එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, photoresist වෙතින් රටාව ඔක්සයිඩ් වෙත මාරු කරනු ලැබේ. ප්‍රභා ප්රතිරෝධක වෙස්මුහුණ ඉවත් කිරීමෙන් (කැටීමෙන්) පසු, ඡායා ශිලා ලේඛනයේ අවසාන ප්‍රතිඵලය වන්නේ ජනෙල් සහිත ඔක්සයිඩ් වෙස් මුහුණකින් ආවරණය කරන ලද සිලිකන් වේෆරයයි (රූපය 3.3c). විසරණය, අයන තැන්පත් කිරීම, කැටයම් කිරීම යනාදිය ජනේල හරහා සිදු කළ හැකිය.
රූපය 3.3 - ඡායාරූප ශිලා ලේඛන ක්රියාවලිය
IC මූලද්රව්ය නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණික චක්‍ර වලදී, ඡායාරූප ශිලාලේඛන ක්රියාවලිය නැවත නැවතත් භාවිතා වේ (පදනම ස්ථර, විමෝචක, ඕමික් සම්බන්ධතා ආදිය ලබා ගැනීම සඳහා). මෙම අවස්ථාවේදී, ඊනියා ෆොටෝමාස්ක් එකලස් කිරීමේ ගැටළුව පැන නගී. ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි (PPIMS තාක්ෂණයේ 5-7 වාරයක් දක්වා) නැවත නැවත භාවිතා කිරීමත් සමඟ, පෙළගැස්වීමේ ඉවසීම මයික්‍රෝනයක භාගයකට ළඟා වේ. සංයෝජන තාක්ෂණය සමන්විත වන්නේ ෆොටෝමාස්ක් මත විශේෂ “ලකුණු” (උදාහරණයක් ලෙස, හරස් හෝ කොටු) සෑදීමෙන් වන අතර එය ඔක්සයිඩ් මත රටාවක් බවට පත්වන අතර ෆොටෝරෙස්ට්‍රේට් තුනී පටලයක් හරහා බැබළේ. මීළඟ ෆොටෝමාස්ක් යෙදීම, වඩාත් නිවැරදි ආකාරයෙන් (අන්වීක්ෂයක් යටතේ) ඔක්සයිඩ් මත ඇති සලකුණු ෆොටෝමාස්ක් මත සමාන සලකුණු සමඟ සංයුක්ත වේ.
පසුව දේශීය විසරණය සඳහා සිලිකන් වේෆර් මත ඔක්සයිඩ් වෙස් මුහුණු ලබා ගැනීම සඳහා ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි ක්රියාවලිය සාමාන්ය වේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, ඡායාරූප ප්රතිරෝධක වෙස් මුහුණ අතරමැදි, සහායක වේ, එය විසරණය සිදු කරන ඉහළ උෂ්ණත්වයට ඔරොත්තු දිය නොහැකි බැවිනි. කෙසේ වෙතත්, සමහර අවස්ථාවල දී, ක්රියාවලිය අඩු උෂ්ණත්වයේ දී ක්රියාත්මක වන විට, photoresistive ආවරණ මූලික විය හැක - වැඩ. උදාහරණයක් ලෙස අර්ධ සන්නායක IC වල ලෝහ රැහැන් නිර්මාණය කිරීමේ ක්රියාවලිය වේ.
ෆොටෝමාස්ක් භාවිතා කරන විට, එහි ඉමල්ෂන් ස්තරය 15-20 යෙදුම් වලින් පසු ගෙවී යයි (මකා දමයි). ෆොටෝමාස්ක් වල සේවා කාලය ලෝහකරණයෙන් විශාලත්වයේ ඇණවුම් දෙකකින් හෝ ඊට වැඩි ගණනකින් වැඩි කළ හැක: ඉමල්ෂන් පටලය ඇඳීමට ඔරොත්තු දෙන ලෝහයක්, සාමාන්යයෙන් ක්රෝමියම් පටලයක් සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම.
තාක්ෂණික චක්‍රයේ ඡායාරූප ශිලාලේඛන මෙහෙයුම් ගණන අනුව ඡායාරූප වෙස් මුහුණු සෑදී ඇත. කට්ටලය තුළ, ෆොටෝමාස්ක් සම්බන්ධීකරණය කර ඇත, එනම්, අනුරූප සලකුණු පෙලගැසී ඇති විට ඒවා රටා පෙළගැස්වීම සහතික කරයි.
3.4.2 විද්යුත් ශිලා විද්‍යාව.විස්තර කරන ලද ක්රම බොහෝ කලක සිට ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික තාක්ෂණයේ පදනමකි. ඔවුන් තවමත් ඔවුන්ගේ වැදගත්කම නැති වී නැත. කෙසේ වෙතත්, ඒකාබද්ධතාවයේ මට්ටම වැඩි වන අතර IS මූලද්රව්යවල ප්රමාණය අඩු වන විට, දැනටමත් අර්ධ වශයෙන් විසඳා ඇති සහ අර්ධ වශයෙන් අධ්‍යයනයට ලක්ව ඇති ගැටළු ගණනාවක් පැන නැගී ඇත.
මූලික සීමාවන්ගෙන් එකක් සැලකිලිමත් වේ විභේදනය, එනම් ජනනය කරන ලද ආවරණ රටාවේ අවම මානයන්. කාරණය වන්නේ පාරජම්බුල කිරණවල තරංග ආයාමය මයික්රෝන 0.3-0.4 කි. එමනිසා, ෆොටෝමාස්ක් රටාවේ සිදුර කෙතරම් කුඩා වුවද, ෆොටෝරෙස්ට්හි මෙම සිදුරේ රූපයේ මානයන් දක්වා ඇති අගයන් කරා ළඟා විය නොහැක (විවර්තනය හේතුවෙන්). එබැවින්, මූලද්රව්යවල අවම පළල මයික්රෝන 2 ක් පමණ වන අතර, ගැඹුරු පාරජම්බුල (තරංග ආයාමය 0.2-0.3 මයික්රෝන) - මයික්රෝන 1 ක් පමණ වේ. මේ අතර, විශාල සහ සුපිරි-විශාල IC නිර්මාණය කිරීමේදී 1-2 μm අනුපිළිවෙලෙහි ප්‍රමාණයන් දැනටමත් ප්රමාණවත් තරම් කුඩා නොවේ.
ලිතෝග්‍රැෆියේ විභේදනය වැඩි කිරීමට වඩාත්ම පැහැදිලි ක්රමය වන්නේ නිරාවරණයේදී කෙටි තරංග ආයාම විකිරණ භාවිතා කිරීමයි.
මෑත වසරවලදී, ක්රම දියුණු කර ඇත ඉලෙක්ට්රොනික ලිතෝග්රැෆි . ඒවායේ සාරය නම් ඉලෙක්ට්‍රෝනවල නාභිගත කදම්භයකි ස්කෑන් කරන්න(එනම්, ඒවා "රේඛාවෙන් පේළිය") ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රතිරෝධයකින් ආලේප කරන ලද තහඩුවේ මතුපිටට ඉහළින් ගෙන යන අතර, ලබා දී ඇති වැඩසටහනකට අනුකූලව කදම්භ තීව්රතාවය පාලනය වේ. "ආලෝකවත්" විය යුතු එම ස්ථානවල, කදම්භ ධාරාව උපරිම වන අතර, "අඳුරු" කළ යුතු ස්ථානවල එය ශුන්යයට සමාන වේ. ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයේ විෂ්කම්භය කදම්භයේ ධාරාවට සෘජු සමානුපාතික වේ: විෂ්කම්භය කුඩා වන තරමට ධාරාව අඩු වේ. කෙසේ වෙතත්, ධාරාව අඩු වන විට, නිරාවරණ කාලය වැඩි වේ. එබැවින්, විභේදනයේ වැඩි වීමක් (කදම්භයේ විෂ්කම්භය අඩු වීම) ක්රියාවලියේ කාලසීමාව වැඩි වීමක් සමඟ ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, කදම්භ විෂ්කම්භය 0.2-0.5 μm සමඟ, වේෆරයේ ස්කෑනිං කාලය, ඉලෙක්ට්රෝන රෙසිස්ට් වර්ගය සහ වේෆරයේ ප්රමාණය අනුව, මිනිත්තු දස සිට පැය කිහිපයක් දක්වා පරාසයක පවතී.
ඉලෙක්ට්රෝන ලිතෝග්රැෆි ප්‍රභේදවලින් එකක් ඉලෙක්ට්රෝන-ප්රතිරෝධක වෙස් මුහුණු ප්‍රතික්ෂේප කිරීම මත පදනම් වන අතර SiO2 හි ඔක්සයිඩ් ස්ථරය මත කෙලින්ම ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයක ක්රියාකාරිත්වය ඇතුළත් වේ. "දැල්ල" ඇති ස්ථානවල මෙම ස්ථරය පසුව "අඳුරු" ප්‍රදේශවලට වඩා කිහිප ගුණයකින් වේගයෙන් කැටයම් කර ඇති බව පෙනේ.
ඉලෙක්ට්රෝන ලිතෝග්රැෆි සඳහා අවම මානයන් 0.2 µm වේ, නමුත් ලබාගත හැකි උපරිමය 0.1 µm වේ.
අනෙකුත් ලිතෝග්රැෆි ක්රම විමර්ශනය වෙමින් පවතී, නිදසුනක් ලෙස, මෘදු X-කිරණ (තරංග ආයාම 1-2 nm සහිත) අවම මානයන් 0.1 µm සහ අයන-කදම්භ ලිතෝග්රැෆි 0.03 µm ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි.
3.5 තහනම් උත්තේජක
ට්රාන්සිස්ටර ව්යුහයන් සහ ඒවා මත පදනම් වූ අනෙකුත් මූලද්රව්ය නිර්මාණය කිරීම සඳහා අර්ධ සන්නායක මාත්‍රණය කිරීමේ ආරම්භක සහ තවමත් ප්රධාන ක්රමය වන්නේ ඉහළ උෂ්ණත්වයේ දී විසරණයෙන් මුල් වේෆර් (හෝ epitaxial ස්ථරයට) තුළට අපද්රව්ය හඳුන්වා දීමයි. කෙසේ වෙතත්, මෑතදී තවත් මාත්‍රණ ක්‍රමයක් වන අයන තැන්පත් කිරීම පුළුල් ලෙස ව්‍යාප්ත විය.
3.5.1 විසරණ ක්රම.විසරණය සාමාන්ය සහ දේශීය විය හැක. පළමු අවස්ථාවේ දී, එය තහඩුවේ මුළු මතුපිටම සිදු කරනු ලැබේ (රූපය 3.4a), සහ දෙවන - ආවරණ තුළ ජනේල හරහා තහඩුවේ ඇතැම් ප්රදේශවල, උදාහරණයක් ලෙස, SiO2 ඝන තට්ටුවක් (Figure 3.4b) .
සාමාන්ය විසරණය වෝෆරයේ තුනී විසරණ තට්ටුවක් සෑදීමට තුඩු දෙයි, එය සමජාතීය (ගැඹුරු) අපිරිසිදු ව්‍යාප්තියකින් එපිටාක්සියල් ස්ථරයෙන් වෙනස් වේ (රූපය 3.6a සහ b හි N(x) වක්ර බලන්න).
රූපය 3.4 - සාමාන්ය සහ දේශීය විසරණය
දේශීය විසරණයේදී (රූපය 3.4b), අපිරිසිදුකම තහඩුවේ ගැඹුරට පමණක් නොව, සියලුම ලම්බක දිශාවලට, එනම් වෙස් මුහුණ යටට පැතිරෙයි. මෙම ඊනියා පාර්ශ්වීය විසරණයේ ප්‍රති result ලයක් ලෙස, මතුපිටට එන p-n සංක්‍රාන්තියේ කලාපය ඔක්සයිඩ් මගින් “ස්වයංක්‍රීයව” ආරක්ෂා වේ. . පාර්ශ්වීය හා ප්රධාන ගැඹුර අතර අනුපාතය -
"සිරස්" විසරණය විසරණ ස්ථරයේ ගැඹුර ඇතුළු සාධක ගණනාවක් මත රඳා පවතී . පාර්ශ්වීය විසරණයේ ගැඹුර සඳහා 0.8×L අගයක් සාමාන්ය ලෙස සැලකිය හැකිය .
විසරණය එක් වරක් හෝ නැවත නැවතත් සිදු කළ හැක. නිදසුනක් ලෙස, 1 වන විසරණයේදී, ආරම්භක n-වර්ගයේ තහඩුවට ප්‍රතිග්‍රාහක අපද්රව්ය හඳුන්වා දිය හැකි අතර p-ස්ථරයක් ලබා ගත හැකි අතර, 2 වන විසරණයේදී, ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන p-ස්ථරය තුළට දායක අපිරිසිදුකමක් හඳුන්වා දිය හැකිය. (නොගැඹුරු ගැඹුරකට) සහ එමගින් තට්ටු තුනේ ව්යුහයක් සපයයි. ඒ අනුව, ද්විත්ව සහ ත්‍රිත්ව විසරණය අතර වෙනසක් සිදු කෙරේ (4.2 වගන්තිය බලන්න).
බහු විසරණය සිදු කරන විට, හඳුන්වා දුන් සෑම නව අපිරිසිදුකමේ සාන්ද්රණය පෙර පැවති සාන්ද්රණය ඉක්මවිය යුතු බව මතක තබා ගත යුතුය, එසේ නොමැතිනම් සන්නායකතාවයේ වර්ගය වෙනස් නොවනු ඇත, එයින් අදහස් වන්නේ p-n හන්දියක් සෑදී නොමැති බවයි. මේ අතර, සිලිකන් (හෝ වෙනත් මූලාශ්‍ර ද්රව්ය) හි අපිරිසිදු සාන්ද්රණය අත්තනෝමතික ලෙස විශාල විය නොහැක: එය විශේෂ පරාමිතියකින් සීමා වේ. - සීමාව අපිරිසිදු ද්රාව්යතාවඑන්.එස්. සීමිත ද්රාව්යතාව උෂ්ණත්වය මත රඳා පවතී. නිශ්චිත උෂ්ණත්වයකදී, එය උපරිම අගයට ළඟා වන අතර, පසුව නැවත අඩු වේ. උපරිම සීමාකාරී ද්‍රාව්‍යතා, අනුරූප උෂ්ණත්වයන් සමඟ, වගුව 3.1 හි දක්වා ඇත.
වගුව 3.1
එබැවින්, බහු විසරණය සිදු කරන්නේ නම්, අවසාන විසරණය සඳහා උපරිම සීමාකාරී ද්‍රාව්‍යතාවයක් සහිත ද්රව්යයක් තෝරා ගැනීම අවශ්ය වේ. අපිරිසිදු ද්රව්ය පරාසය සීමිත බැවින්,
අඛණ්ඩ විසරණයන් 3 කට වඩා සැපයිය නොහැක.
විසරණයෙන් හඳුන්වා දුන් අපිරිසිදුකම් හැඳින්වේ විසරණ(බෝරෝන්, පොස්පරස්, ආදිය). විසරණ ප්රභවයන් ඒවායේ රසායනික සංයෝග වේ. මේවා දියර (ВВr3, ROSl), ඝන (В2О3, P2O5) හෝ වායු (В2Н6, РН3) විය හැක.
අපද්රව්ය ඇතුළත් කිරීම සාමාන්යයෙන් සිදු කරනු ලබන්නේ වායු ප්‍රවාහන ප්රතික්රියා මගින්, එපිටැක්සි සහ ඔක්සිකරණයේදී සිදු වන ආකාරයටම ය. මේ සඳහා, එක්-කලාප හෝ ද්වි-කලාප විසරණ උඳුන්.
ඝන විසරණයන් වලදී ද්වි-කලාප උඳුන් භාවිතා වේ. එවැනි ඌෂ්මකවල (රූපය 3.5) ඉහළ උෂ්ණත්ව කලාප දෙකක් ඇත, එකක් විසරණ ප්රභවයේ වාෂ්පීකරණය සඳහා, දෙවන විසරණය සඳහාම වේ.
රූපය 3.5 - විසරණ ක්රියාවලිය
1 වන කලාපයේ ලබාගත් විසරණ ප්‍රභව වාෂ්ප උදාසීන වාහක වායුවක ප්‍රවාහයක් සමඟ මිශ්ර වේ (උදාහරණයක් ලෙස ආගන්) සහ එය සමඟ එක්ව සිලිකන් වේෆර් පිහිටා ඇති 2 වන කලාපයට ළඟා වේ. 2 වන කලාපයේ උෂ්ණත්වය 1 ට වඩා වැඩි ය. මෙහිදී, විසරණ පරමාණු තහඩු තුළට හඳුන්වා දෙනු ලබන අතර, රසායනික සංයෝගයේ අනෙකුත් සංරචක කලාපයෙන් වාහක වායුව මගින් රැගෙන යයි.
ද්රව සහ වායුමය විසරණ ප්රභවයන් සම්බන්ධයෙන්, ඒවායේ ඉහළ උෂ්ණත්ව වාෂ්පීකරණය සඳහා අවශ්ය නොවේ. එබැවින්, විසරණ ප්රභවය දැනටමත් වායුමය තත්වයකට ඇතුල් වන epitaxy හි මෙන්, තනි කලාපීය ඌෂ්මක භාවිතා කරනු ලැබේ.
විසරණ ද්රව ප්රභවයන් භාවිතා කරන විට, වාහක වායුවට ඔක්සිජන් එකතු කිරීමෙන් ඔක්සිකාරක පරිසරයක විසරණය සිදු කෙරේ. ඔක්සිජන් සිලිකන් මතුපිට ඔක්සිකරණය කරයි, ඔක්සයිඩ් SiO2 සාදයි, එනම්, සාරය, වීදුරු. විසරණයක් (බෝරෝන් හෝ පොස්පරස්) ඉදිරියේ, borosilicateහෝ ෆොස්ෆොසිලිකේට්වීදුරු. 1000 ° C ට වැඩි උෂ්ණත්වවලදී, මෙම වීදුරු ද්රව තත්වයක පවතින අතර, තුනී පටලයකින් සිලිකන් මතුපිට ආවරණය කරයි. , එබැවින් අපිරිසිදුකම පැතිරීම දියර අවධියේ සිට දැඩි ලෙස කථා කරයි. ඝන වීමෙන් පසු, වීදුරුව විසරණ ස්ථානවල සිලිකන් මතුපිට ආරක්ෂා කරයි.
එනම් ඔක්සයිඩ් ආවරණ කවුළු වල. විසරණ - ඔක්සයිඩ - ඝන ප්රභවයන් භාවිතා කරන විට, විශේෂයෙන් හඳුන්වා දුන් ඔක්සිජන් නොමැතිව විසරණය කිරීමේ ක්රියාවලියේදී වීදුරු සෑදීම සිදු වේ.
විසරණ ස්ථරයේ අපිරිසිදු බෙදා හැරීමේ අවස්ථා දෙකක් තිබේ.
1 අපිරිසිදුකමේ අසීමිත මූලාශ්‍රයක සිද්ධිය.මෙම අවස්ථාවෙහිදී, විසරණය අඛණ්ඩව තහඩුවට ගලා යයි, එවිට එහි මතුපිට ස්ථරයේ අපිරිසිදු සාන්ද්රණය NS ට සමානව නියතව පවතී. විසරණ කාලය වැඩි වන විට, විසරණ ස්ථරයේ ගැඹුර වැඩි වේ (රූපය 3.6a).
2 සීමිත අපිරිසිදු ප්‍රභවයක සිද්ධිය.මෙම අවස්ථාවේ දී, පළමුව, විසරණ පරමාණු නිශ්චිත ප්රමාණයක් තහඩුවේ තුනී මතුපිට ස්ථරයට (කාලය t1) හඳුන්වා දෙනු ලැබේ, පසුව විසරණ ප්රභවය ක්‍රියා විරහිත කර අපිරිසිදු පරමාණු තහඩුවේ ගැඹුරට යලි බෙදා හරිනු ලැබේ. මුළු සංඛ්යාව නොවෙනස්ව ඇත (රූපය 3.6b). මෙම අවස්ථාවේ දී, පෘෂ්ඨයේ අපිරිසිදු සාන්ද්රණය අඩු වන අතර, විසරණ ස්ථරයේ ගැඹුර වැඩි වේ (වක්ර t2 සහ t3). ක්රියාවලියෙහි පළමු අදියර "බල කිරීම" ලෙස හැඳින්වේ, දෙවන - අපිරිසිදුකමේ "ආසවීම".
රූපය 3.6 - විසරණ බෙදා හැරීම
3.5.2 අයන තැන්පත් කිරීම.
අයන තැන්පත් කිරීම යනු ඝනක ගැඹුරට විනිවිද යාමට ප්රමාණවත් ශක්තියක් දක්වා වේගවත් කරන ලද අපිරිසිදු අයනවලට බෝම්බ හෙලීමෙන් වේෆරයක් (හෝ එපිටාක්සියල් ස්ථරයක්) මාත්‍රණය කිරීමේ ක්‍රමයකි.
අපිරිසිදු පරමාණු අයනීකරණය, අයන ත්වරණය සහ අයන කදම්භය නාභිගත කිරීම න්‍යෂ්ටික භෞතික විද්‍යාවේ අංශු ත්වරණකාරක වැනි විශේෂ පහසුකම් තුළ සිදු කෙරේ. විසරණයේදී මෙන් එකම ද්රව්ය අපද්රව්ය ලෙස භාවිතා වේ.
අයන විනිවිද යාමේ ගැඹුර ඔවුන්ගේ ශක්තිය හා ස්කන්ධය මත රඳා පවතී. ශක්තිය වැඩි වන තරමට, තැන්පත් කරන ලද ස්ථරයේ ඝනකම වැඩි වේ. කෙසේ වෙතත්, ශක්තිය වැඩි වන විට, ප්රමාණය වැඩි වේ විකිරණ දෝෂස්ඵටිකයේ, එනම්, එහි විද්යුත් පරාමිතීන් පිරිහී යයි. එබැවින් අයන ශක්තිය 100-150 keV දක්වා සීමා වේ. පහළ මට්ටම 5-10 keV වේ. එවැනි ශක්ති පරාසයක් සමඟ, ස්ථර වල ගැඹුර 0.1 - 0.4 μm පරාසයක පවතී, එනම්, එය සාමාන්ය විසරණ ස්ථර ගැඹුරට වඩා බෙහෙවින් අඩු ය.
තැන්පත් කරන ලද ස්ථරයේ අපිරිසිදු සාන්ද්රණය රඳා පවතින්නේ අයන කදම්භයේ වත්මන් ඝනත්වය සහ ක්රියාවලි කාලය මත හෝ, ඔවුන් පවසන පරිදි, එක්ස්පෝ වේලාව-තනතුරු.වත්මන් ඝනත්වය සහ අපේක්ෂිත සාන්ද්රණය මත පදනම්ව, නිරාවරණ කාලය තත්පර කිහිපයක් සිට විනාඩි 3-5 හෝ ඊට වැඩි (සමහර විට දක්වා)
පැය 1-2). ඇත්ත වශයෙන්ම, නිරාවරණ කාලය දිගු වන තරමට විකිරණ දෝෂ ගණන වැඩි වේ.
අයන තැන්පත් කිරීමේදී සාමාන්ය අපිරිසිදු ව්යාප්තියක් ඝන වක්‍රයක් ලෙස රූප සටහන 3.6c හි පෙන්වා ඇත. අපට පෙනෙන පරිදි, මෙම ව්යාප්තිය නිශ්චිත ගැඹුරක උපරිමයක් තිබීම මගින් විසරණය ව්යාප්තියෙන් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ.
අයන කදම්භයේ වර්ගඵලය (1-2 මි.මී.2) තහඩුවේ (සහ සමහර විට ස්ඵටිකයට) වඩා අඩු බැවින්, කෙනෙකුට ස්කෑන් කරන්නකදම්බය, එනම් තනි IC පිහිටා ඇති තහඩුවේ සියලුම “පේළි” දිගේ එකින් එක සුමටව හෝ “පියවර තුළ” (විශේෂ අපගමනය කිරීමේ පද්ධති ආධාරයෙන්) ගෙන යන්න.
මිශ්ර කිරීමේ ක්රියාවලිය අවසන් වූ පසු, තහඩුව යටත් විය යුතුය නිර්වින්දනයසිලිකන් ස්ඵටික දැලිස් ඇණවුම් කිරීම සහ (අවම වශයෙන් අර්ධ වශයෙන්) නොවැළැක්විය හැකි විකිරණ දෝෂ ඉවත් කිරීම සඳහා ° C උෂ්ණත්වයකදී. ඇනීලිං උෂ්ණත්වයේ දී, විසරණ ක්රියාවලි මගින් බෙදා හැරීමේ පැතිකඩ තරමක් වෙනස් වේ (රූපය 3.6c හි ඉරි සහිත වක්‍රය බලන්න).
අයන බද්ධ කිරීම සිදු කරනු ලබන්නේ වෙස් මුහුණු හරහා වන අතර, අයන මාර්ගය සිලිකන් වලට වඩා බෙහෙවින් කෙටි විය යුතුය. වෙස් මුහුණු සඳහා ද්රව්ය IC වල බහුලව භාවිතා වන සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් හෝ ඇලුමිනියම් විය හැක. ඒ අතරම, අයන තැන්පත් කිරීමේ වැදගත් වාසියක් වන්නේ අයන, සරල රේඛාවකින් ගමන් කිරීම, තහඩුවේ ගැඹුරට පමණක් විනිවිද යන අතර, පාර්ශ්වීය විසරණය (මාස්ක් යටතේ) සමඟ ප්රායෝගිකව කිසිදු ප්රතිසමයක් නොමැත.
ප්රතිපත්තිමය වශයෙන්, විසරණය වැනි අයන තැන්පත් කිරීම, එක් ස්ථරයක් තවත් ස්ථරයකට “කාවැද්දීම” මඟින් නැවත නැවතත් සිදු කළ හැක. කෙසේ වෙතත්, බහු බද්ධ කිරීම සඳහා අවශ්ය ශක්තීන්, නිරාවරණ වේලාවන් සහ ඇනීලිං ක්රමවල සංයෝජනය දුෂ්කර වේ. එබැවින්, තුනී තනි ස්ථර නිර්මාණය කිරීමේදී අයන තැන්පත් කිරීම ප්රධාන ව්යාප්තිය ලැබී ඇත.
3.6 තුනී පටල තැන්පත් කිරීම
තුනී පටල තුනී පටල දෙමුහුන් IC වල පදනම පමණක් නොව, අර්ධ සන්නායක ඒකාබද්ධ පරිපථවල ද බහුලව භාවිතා වේ. එබැවින්, තුනී පටල ලබා ගැනීම සඳහා ක්රම ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රෝනික තාක්ෂණයේ පොදු ගැටළු අතර වේ.
උපස්ථරයක් මත තුනී පටල තැන්පත් කිරීම සඳහා ප්රධාන ක්රම තුනක් ඇත: තාප(රික්තය) සහ අයන-ප්ලාස්මා ඉසීම,වර්ග දෙකක් ඇති: කැතෝඩ ඉසීමසහ ඇත්ත වශයෙන්ම අයන-ප්ලාස්මා.
3.6.1 තාප (රික්ත) ඉසීම.
මෙම sputtering ක්රමයේ මූලධර්මය රූප සටහන 3.7a හි දැක්වේ. ලෝහ හෝ වීදුරු තොප්පිය 1 මූලික තහඩුව මත පිහිටා ඇත 2. ඒවා අතර ගෑස්කට් 3 ඇත, එය හිස් අවකාශයෙන් වාතය ඉවත් කිරීමෙන් පසු රික්තය පවත්වා ගෙන යන බව සහතික කරයි. තැන්පත් කිරීම සිදු කරනු ලබන උපස්ථරය 4, රඳවනය 5 මත සවි කර ඇත . රඳවනයට යාබදව උණුසුම් කිරීම (උණුසුම් කරන ලද උපස්ථරයක් මත ඉසීම සිදු කරනු ලැබේ). වාෂ්පකාරක 7 තාපකයක් සහ ඉසින ද්රව්ය ප්රභවයක් ඇතුළත් වේ. රොටරි ඩැම්පරය 8 වාෂ්පකාරකයේ සිට උපස්ථරය දක්වා වාෂ්ප ප්රවාහය අවහිර කරයි: ඩැම්පරය විවෘතව ඇති කාලය සඳහා තැන්පත් වීම පවතී.
තාපකය සාමාන්යයෙන් ප්රමාණවත් තරම් විශාල ධාරාවක් ගමන් කරන පරාවර්තක ලෝහයකින් (ටංස්ටන්, මොලිබ්ඩිනම්, ආදිය) සෑදූ සූතිකා හෝ සර්පිලාකාර වේ. ඉසින ලද ද්රව්යයේ මූලාශ්රය විවිධ ආකාරවලින් තාපකය සමඟ සම්බන්ධ වේ: වරහන් ("හුසාර්") ආකාරයෙන්, සූත්රිකාව මත එල්ලා ඇත; සර්පිලාකාරයෙන් ආවරණය කර ඇති කුඩා දඬු ආකාරයෙන්, කුඩු ආකාරයෙන් වත් කර ඇත
රූප සටහන 3.7 - චිත්රපටවල යෙදීම
සර්පිලාකාරයෙන් රත් කරන ලද කූඩුවක් යනාදිය සූතිකා වෙනුවට ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයක් හෝ ලේසර් කදම්භයක් ආධාරයෙන් රත් කිරීම මෑතකදී භාවිතා විය.
වාෂ්ප ඝනීභවනය සඳහා වඩාත් හිතකර කොන්දේසි උපස්ථරය මත නිර්මාණය කර ඇතත්, අර්ධ ඝනීභවනය ද ආවරණ බිත්ති මත සිදු වේ. ඉතා අඩු උපස්ථර උෂ්ණත්වය adsorbed පරමාණුවල ඒකාකාර ව්යාප්තිය වළක්වයි: ඒවා විවිධ ඝනකමේ "දූපත්" වලට කාණ්ඩගත කර ඇත, බොහෝ විට එකිනෙක සම්බන්ධ නොවේ. ඊට පටහැනිව, ඉතා ඉහළ උපස්ථර උෂ්ණත්වයක් අලුතින් පදිංචි වූ පරමාණු වෙන්වීමට, ඒවායේ "නැවත වාෂ්පීකරණයට" යොමු කරයි. එබැවින්, උසස් තත්ත්වයේ චිත්රපටයක් ලබා ගැනීම සඳහා, උපස්ථරයේ උෂ්ණත්වය නිශ්චිත ප්රශස්ත සීමාවන් (සාමාන්යයෙන් 200-400 ° C) තුළ තිබිය යුතුය. චිත්රපට වර්ධන වේගය, සාධක ගණනාවක් මත පදනම්ව (උපස්ථර උෂ්ණත්වය, වාෂ්පකාරකයේ සිට උපස්ථරයට ඇති දුර, තැන්පත් වූ ද්රව්ය වර්ගය යනාදිය), තත්පරයට නැනෝමීටර දහයේ සිට දස දක්වා පරාසයක පවතී.
බන්ධන ශක්තිය - උපස්ථරයක් හෝ වෙනත් චිත්රපටයක් සඳහා චිත්රපටයක් ඇලවීම - ලෙස හැඳින්වේ ඇලවීම. සමහර පොදු ද්රව්ය (රත්රන් වැනි) සිලිකන් ඇතුළු සාමාන්ය උපස්ථරවලට දුර්වල ඇලීමක් ඇත. එවැනි අවස්ථාවලදී, ඊනියා යටි තට්ටුව, හොඳ ඇලීමකින් සංලක්ෂිත වන අතර, පසුව මූලික ද්රව්යයක් එය මතට ඉසිනු ලබන අතර, එය උප ස්ථරයට හොඳ ඇලීමක් ද ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, රත්රන් සඳහා, උපස්ථරය නිකල් හෝ ටයිටේනියම් විය හැකිය.
වාෂ්පකාරකයේ සිට උපස්ථරය වෙත පියාසර කරන තැන්පත් වූ ද්රව්යයේ පරමාණුවලට අවශේෂ වායුවේ පරමාණු සමඟ අවම ඝට්ටන සංඛ්යාව අත්විඳීමට සහ එමඟින් අවම විසිරීම සඳහා, ප්රමාණවත් තරම් ඉහළ රික්තයක් යටතේ අවකාශයේ සහතික කළ යුතුය. තොප්පිය අවශ්ය රික්තය සඳහා වන නිර්ණායකය විය හැක්කේ පරමාණුවල මධ්යන්ය නිදහස් මාර්ගය වාෂ්පකාරකය සහ උපස්ථරය අතර දුර මෙන් කිහිප ගුණයකින් වැඩි වීමයි. කෙසේ වෙතත්, මෙම තත්වය බොහෝ විට ප්රමාණවත් නොවේ, ඕනෑම අවශේෂ වායුවක් තැන්පත් කළ චිත්රපටයේ දූෂණය හා එහි ගුණාංගවල වෙනස්කම් වලින් පිරී ඇත. එබැවින්, ප්රතිපත්තිමය වශයෙන්, තාප ඉසින ස්ථාපනයන්හි රික්තය හැකි තරම් ඉහළ විය යුතුය. රික්තය දැනට 10-6 mmHg ට වඩා අඩුය. කලාව. පිළිගත නොහැකි ලෙස සලකනු ලබන අතර, පළමු පන්තියේ ස්පුටරින් ස්ථාපනයන් ගණනාවක එය 10-11 mm Hg දක්වා ගෙන එනු ලැබේ. කලාව.
ක්ෂුද්ර පරිපථ ව්යුහයන් ගොඩනැගීමේ මූලධර්මය. ඉලෙක්ට්රොනික රික්තක සනීපාරක්ෂාව
ඒකාබද්ධ තාක්ෂණයේ මූලික මූලධර්ම. දේශීයත්වය පිළිබඳ මූලධර්මය. ස්ථර තැබීමේ මූලධර්මය. දූවිලි සහිත වායු පරිසරය. වාතයේ උෂ්ණත්වය සහ ආර්ද්රතාවය. පරිශ්රයේ පිරිසිදුකම සහ දේශීය පරිමාවන්. මොඩියුලර් පිරිසිදු කාමර.
IC නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කරන ජලය, වායු සහ වායුමය මාධ්‍ය
පිරිසිදු ජලය, ගෑස් සහ ගෑස් මිශ්රණ භාවිතා කිරීමේ අවශ්යතාව. උපකරණවල පිරිසිදුකම, පරිශ්රය සහ කම්කරුවන්ගේ පුද්ගලික සනීපාරක්ෂාව.
තාක්ෂණික ක්රියාවලීන් සඳහා අවශ්යතා. ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා කොන්දේසි සඳහා අවශ්යතා
විශ්වසනීයත්වය. ලාභදායිත්වය. ආරක්ෂාව. නිෂ්පාදන හැකියාව. සැලසුම් සහ තාක්ෂණික ලියකියවිලි සංවර්ධනය කිරීමේ අවශ්යතාව.
ඉන්ගෝට් සකස් කිරීම සහ ඒවා වේෆර් වලට කැපීම
Ingot දිශානතිය. පාදයේ කප්පාදුව සෑදීම. පිඟන් කෝප්පවලට කැපීම.
තහඩු සැකසීම. උල්ෙල්ඛ ද්රව්ය සහ මෙවලම්
තහඩු සැකසීමේ අවශ්යතාවය සහ සාරය. තහඩු ඇඹරීම සහ ඔප දැමීම සඳහා භාවිතා කරන උල්ෙල්ඛ ද්රව්ය සහ මෙවලම්.
ඇඹරීම සහ චැම්ෆරින් කිරීම, තහඩු ඔප දැමීම
තහඩු ඇඹරීම. තහඩු ඔප දැමීම. චැම්ෆර් ඉවත් කිරීම. ක්රම සහ තාක්ෂණය
9 යන්ත්‍රකරණයෙන් පසු වේෆර් සහ උපස්ථරවල තත්ත්ව පාලනය
යන්තගත කිරීමෙන් පසු තහඩු වල ජ්යාමිතික මානයන් මැනීම. තහඩු වල මතුපිට තත්ත්ව පාලනය. තහඩුව මත ක්ෂුද්ර රළුබව උස මැනීම.
10 තහඩු පිරිසිදු කිරීම. ක්රම සහ ක්රම
දූෂිත ද්රව්ය වර්ගීකරණය සහ පිරිසිදු කිරීමේ ක්රම. ගිල්වීම, ජෙට්, ආදිය මගින් degreasing. තහඩු මතුපිට පිරිසිදුකම නිරීක්ෂණය කිරීම සඳහා ක්රම.
11 රසායනික පිරියම් කිරීම සහ තහඩු මතුපිට පිරිසිදු කිරීම. පිරිසිදු කිරීමේ ක්රියාවලීන් තීව්ර කිරීම
ද්රාවණවල degreasing, ද්රාවණ වාෂ්පවල degreasing, ඩිටර්ජන්ට් කුඩු වල degreasing, ක්ෂාර, පෙරොක්සයිඩ්-ඇමෝනියා විසඳුම්. අතිධ්වනික degreasing, hydromechanical පිරිසිදු කිරීම, ජෙට් පිරිසිදු කිරීම, තාපාංක, ආදිය.
තහඩු කැටයම් කිරීම
සිලිකන් කැටයම් චාලක. වරණාත්මක සහ ඔප දැමීමේ කැටයම් කිරීම. භාවිතා කරන ද්රව්යවල ගුණාංග මත කැටයම් අනුපාතය රඳා පවතී.
13 වියළි පිරිසිදු කිරීම. අඩු පීඩනයකදී ගෑස් පිටවීම
ඉසින සංගුණකය. කැටයම් කිරීමේ සුවිශේෂී ලක්ෂණ. අයන-කදම්භ කැටයම් කිරීම.
14 ප්ලාස්මා කැටයම් ක්රම
අයන කැටයම් කිරීමේ ක්රියාවලියේ භෞතික විද්‍යාව. මතුපිට ඉසින කාර්යක්ෂමතාව. ඩයෝඩ සහ ත්‍රියෝඩ කුටිවල කැටයම් කිරීම. ඔවුන්ගේ සැලසුම්, වාසි සහ අවාසි වල ලක්ෂණ.
15 අයන-ප්ලාස්මා සහ අයන-කදම්භ කැටයම් කිරීම.
ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීමේ ප්රතික්රියාශීලී ක්රම: අයන-කදම්භ සහ අයන-ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම. ගෑස් අඩංගු මිශ්රණ භාවිතයෙන් ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම.
16 ප්ලාස්මා රසායනික කැටයම්, ප්රතික්රියාශීලී අයන කැටයම්
ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම. රැඩිකල් ප්ලාස්මා-රසායනික කැටයම් කිරීම. ප්රතික්රියාශීලී අයන-ප්ලාස්මා කැටයම් කිරීම සහ අයන-කදම්භ කැටයම් කිරීම ඇනිසොට්‍රොපි සහ තේරීම.
17 කැටයම් කිරීමේ වේගය සහ තේරීම තීරණය කරන සාධක
අයන සිදුවීමේ ශක්තිය සහ කෝණය. වැඩ කරන වායුවේ සංයුතිය. පීඩනය, බල ඝනත්වය සහ සංඛ්යාතය. ප්රවාහ අනුපාතය. ප්රතිකාර කළ මතුපිට උෂ්ණත්වය.
18 වේෆර් සහ උපස්ථරවල තත්ත්ව පාලනය
තහඩු මතුපිට පාලනය. මතුපිට පිරිසිදු කිරීමේ තත්ත්ව පාලනය (දිලිසෙන ලක්ෂ්ය ක්රමය, පතන ක්රමය, ට්‍රයිබෝමිතික ක්රමය, වක්ර ක්රමය).
19ඡායා ශිලා විද්‍යාව. ප්‍රභා ප්රතිරෝධක. ඡායාරූප ශිලා ලේඛන මෙහෙයුම්
ක්රියාකාරී ප්රතිරෝධය. ප්‍රකාශ රසායනික ක්රියාවලීන් සෘණ සහ ධනාත්මක ප්‍රකිරණවල ප්රකිරණය මත ප්‍රභා ප්රතිරෝධී වේ. ඡායාරූප ප්රතිරෝධක චිත්රපටයක් මත රටාවක් ලබා ගැනීම සඳහා මෙහෙයුම් වල විශේෂාංග.
20ඡායාරූප ශිලා මෙහෙයුම් තාක්ෂණය
ඡායාරූප ශිලා ලේඛනයේ ක්රියාකාරිත්වයේ ක්රම සහ සාරය. ප්‍රභා ප්රතිරෝධී චිත්රපට සැකසුම් ක්රම සහ ඒවා නිවැරදිව පිළිපැදීමේ අවශ්යතාවය.
21 ස්පර්ශ නොවන ඡායාරූප ශිලා විද්‍යාව. සම්බන්ධතා ඡායාරූප ශිලා ලේඛනයේ සීමාවන්. ප්රක්ෂේපණ ඡායාරූප ශිලා ලේඛනය
Microgap ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි. 1:1 රූප සම්ප්රේෂණය සහ රූපය අඩු කිරීම සමඟින් ප්රක්ෂේපණ ඡායාරූපකරණය. සම්බන්ධතා ඡායාරූප ශිලා ලේඛනයේ භෞතික හා තාක්ෂණික සීමාවන්.
22 තාප රික්තක තැන්පත් වීම
ද්රව්යයක වාෂ්ප සෑදීම. ප්රභවයේ සිට උපස්ථර දක්වා වාෂ්ප ප්‍රචාරණය කිරීම. උපස්ථර මතුපිට වාෂ්ප ඝනීභවනය. තුනී පටලයක් සෑදීම. තාප රික්ත ඉසින තාක්ෂණය. ක්රමයේ වාසි සහ අවාසි.
සිලිකන් වේෆර් මත ඔක්සයිඩ් පටල ලබා ගැනීම සඳහා ක්රමවල ප්රභේද
ඉහළ පීඩනයකදී තාප ඔක්සිකරණය. හයිඩ්රජන් ක්ලෝරයිඩ් වාෂ්ප එකතු කිරීම සමඟ තාප ඔක්සිකරණය. තාප ඔක්සයිඩ් වර්ධනය සඳහා පාලන තන්ත්‍ර සහ කොන්දේසි තෝරා ගැනීම.
26සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් වල ගුණ
සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් වල ව්යුහය සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් වල සිදුරු වලට බලපාන සාධක.
ව්යුහයන් ලෝහකරණය
ඕමික් සම්බන්ධතා, ධාරා ගෙන යන පීලි සහ පෑඩ් සඳහා අවශ්යතා. ව්යුහයන් ලෝහකරණය කිරීමේ තාක්ෂණය සහ ලක්ෂණ.
එකලස් කිරීම සඳහා අර්ධ සන්නායක ව්යුහයන් සකස් කිරීම
විදුලි පරාමිතීන් මගින් නිමි ව්යුහයන් පාලනය කිරීම. ඇලවුම් වාහකයකට බන්ධන තහඩු. වේෆර් ස්ඵටික බවට වෙන් කිරීමේ ක්රියාවලිය සඳහා අවශ්යතාවයන්. තහඩු සහ උපස්ථර දියමන්ති සහ ලේසර් ලිවීම. දියමන්ති කපනයකින් තහඩු ලිවීම. ක්රියාවලියේ ලක්ෂණ, වාසි සහ අවාසි.
61 දිශානුගත තහඩු වෙන් කිරීමේ ක්රම
ඒවායේ දිශානතිය සංරක්ෂණය කිරීම සමඟ ස්ඵටික බවට තහඩු වෙන් කිරීම. තාක්ෂණික ක්රියාවලියේ ලක්ෂණ. තැටි කැපීමේ වාසි සහ අවාසි. තහඩු කැඩීම. තවදුරටත් කැඩීම භාවිතයෙන් තොරව තහඩු වෙන් කිරීම
Shatalova V.V.
ගුරුවරයා විසින් සකස් කරන ලද ප්රශ්න
1. Malysheva I.A. ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා තාක්ෂණය. - එම්.: ගුවන්විදුලිය සහ සන්නිවේදනය, 1991
2. Zee S. VLSI තාක්ෂණය. - එම්.: මීර්, 1986
3. U. දක්වා, Lakson J. ඒකාබද්ධ පරිපථ, ද්රව්ය, උපාංග, නිෂ්පාදනය. - එම්.: මීර්, 1985.
4. Maller R., Keimins T. ඒකාබද්ධ පරිපථවල මූලද්රව්ය. - එම්.: මීර්, 1989.
5. කොලෙඩොව් එල්.ඒ. ක්ෂුද්ර පරිපථ, මයික්රොප්රොසෙසර් සහ ක්ෂුද්ර එකලස් කිරීමේ තාක්ෂණය සහ සැලසුම් - එම් .: Lan-press LLC, 2008.
6. Onegin E.E. ස්වයංක්‍රීය IC එකලස් කිරීම - මින්ස්ක්: උසස් පාසල, 1990.
7. Chernyaev V.N. ඒකාබද්ධ පරිපථ සහ මයික්රොප්රොසෙසර් නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණය. - එම්.: ගුවන්විදුලිය සහ සන්නිවේදනය, 1987
8. Parfenov O.D. මයික්‍රොචිප් තාක්ෂණය, - එම්.: උසස් පාසල, 1986.
9. Turtsevich A.S. ඒකාබද්ධ පරිපථ සහ අර්ධ සන්නායක උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණයේ බහු ස්ඵටික සිලිකන් චිත්රපට. - මින්ස්ක්: බෙල් සයන්ස්, 2006.
10. Schchuka A.A. නැනෝ ඉලෙක්ට්රොනික. - එම්.: Fizmatkniga, 2007.
ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ පොදු ලක්ෂණ
මූලික සංකල්ප. ඒකාබද්ධ පරිපථ (ICs) වර්ගීකරණය සහ ලක්ෂණ. IC නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ ප්රධාන අදියර, ඔවුන්ගේ අරමුණ සහ කාර්යභාරය. ඒකාබද්ධ තාක්ෂණයේ මූලධර්ම, ක්ෂුද්ර පරිපථ ව්යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීමේ ක්රම, IC නිෂ්පාදන තාක්ෂණයේ ලක්ෂණ.
අර්ධ සන්නායක ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනයේදී භාවිතා වන ප්රධාන තාක්ෂණික ක්රියාවලීන් වන්නේ ඔක්සිකරණය, ඡායාරූප ශිලා විද්‍යාව, විසරණය, epitaxy සහ අයන මාත්‍රණයයි.
සිලිකන් ඔක්සිකරණය.අර්ධ සන්නායක ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණයේ මෙම ක්රියාවලිය ඉතා වැදගත් වේ. සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් Si0 2 යනු ක්වාර්ට්ස් වීදුරුවට සමාන රසායනික සංයුතියක් ඇති වීදුරු ඔක්සයිඩ් වේ. මෙම ඔක්සයිඩ තනි පරිපථ මූලද්රව්ය සඳහා හොඳ පරිවාරක වන අතර, විසරණයේදී අපද්රව්ය විනිවිද යාම වළක්වන වෙස් මුහුණක් ලෙස සේවය කරයි, මතුපිට ආරක්ෂා කිරීමට සහ ක්රියාකාරී පාර විද්යුත් මූලද්රව්ය නිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කරයි (නිදසුනක් ලෙස, MOSFET වල). ඒවා සිලිකන් මතුපිට ඒකාකාර අඛණ්ඩ ආලේපනයක් සාදයි, එය පහසුවෙන් කැටයම් කර ප්‍රාදේශීය ප්‍රදේශවලින් ඉවත් කරනු ලැබේ. නැවත ඔක්සිකරණය ආරක්ෂාව සපයයි පී-එන්- පාරිසරික බලපෑම් වලින් සංක්රමණය වීම. සිලිකන් සහ සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් වල තාප ප්රසාරණ සංගුණකය සමීප වේ. සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් හොඳ ඇලීමක් ඇති අතර වේෆර් මතුපිට නිර්මාණය කිරීමට සාපේක්ෂව පහසුය.
සකස් කිරීමේ ක්රමය අනුව, තාප සහ ඇනෝඩික් ඔක්සයිඩ් වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය.
තාප ඔක්සයිඩ ඔක්සිජන් සහ ඔක්සිජන් අඩංගු අනෙකුත් ද්රව්ය සමඟ සිලිකන් තාපන-වේගවත් ප්රතික්රියා මගින් ලබා ගනී. එවැනි ඔක්සයිඩ ~1 µm ඝන වන අතර ඉහළ ඝනත්වයක් ඇත.
තාප ඔක්සිකරණ ක්රමය වර්ග දෙකක් ඇත:
1) වියළි ඔක්සිජන් සහ තෙතමනය සහිත වායූන් ප්රවාහයක ඉහළ උෂ්ණත්ව ඔක්සිකරණය;
2) ඉහළ පීඩනයකදී (50 MPa දක්වා), සාපේක්ෂව අඩු උෂ්ණත්වවලදී (5OO ... 900 ° C) ජල වාෂ්පයේ ඔක්සිකරණය වීම.
තෙතමනය සහිත වායූන් ප්රවාහයක ඔක්සිකරණය වීම 1.8 රූපය අනුව සිදු කරන ලදී. සිලිකන් වේෆර් ක්වාර්ට්ස් නලයක් තුළ තබා ඇති අතර, උෂ්ණත්වය 1100 ° C දක්වා සකසා ඇත. පයිප්පයේ එක් කෙළවරක් වායුව (ආගන්, නයිට්රජන්, ආදිය) හරහා ගමන් කරන ආර්ද්රතාකාරකය (ඩයෝනීකරණය කළ ජලය) වෙත සම්බන්ධ වේ. ආර්ද්රතාකාරකය නිවා දැමූ විට වියළි ඔක්සිජන් ක්වාර්ට්ස් නළයට කෙලින්ම ඇතුල් වේ. ඔක්සිකරණය පහත දැක්වෙන අනුපිළිවෙලින් සිදු කෙරේ: වියළි ඔක්සිජන් (~ 15 min) හි මූලික රඳවා තබා ගැනීම; තෙත් ඔක්සිජන් (2 පැය) සහ වියළි ඔක්සිජන් දී අවසන් ඔක්සිකරණය දීර්ඝ කාලීන ඔක්සිකරණය. පළමු මෙහෙයුම කුඩා ඝනකමේ ශක්තිමත් චිත්රපටයක් ලබා දෙයි. තෙතමනය සහිත ඔක්සිජන් වල තාප පිරියම් කිරීම වේගවත් චිත්රපට වර්ධනයක් (1 μm දක්වා) ලබා දෙයි, නමුත් එහි ඝනත්වය ප්රමාණවත් නොවේ. වියළි ඔක්සිජන් වල පසුකාලීන ප්රතිකාරය චිත්රපටයේ ඝනත්වය හා එහි ව්යුහය වැඩිදියුණු කිරීමට හේතු වේ.
බහුලව භාවිතා වන ඔක්සයිඩ් ඝනකම මයික්‍රොමීටරයකින් දශමයක් වන අතර ඝනකමේ ඉහළ සීමාව 1 µm වේ. ඔක්සිකරණය වූ මාධ්යයට ක්ලෝරීන් අඩංගු සංරචක එකතු කිරීම ඔක්සිකරණ අනුපාතය වැඩි වන අතර බිඳවැටීමේ තීව්රතාවය වැඩි කරයි. ක්ලෝරීන් වල ප්රධාන කාර්යභාරය වන්නේ අහම්බෙන් සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් බවට පත් වූ අපිරිසිදු පරමාණු (පොටෑසියම්, සෝඩියම්, ආදිය) විද්යුත් අක්‍රිය ඒවා බවට පරිවර්තනය කිරීමයි.
අධික පීඩනයකදී ජල වාෂ්පයේ සිලිකන් ඔක්සිකරණය වීමකුටියක් තුළ සිදු කරනු ලබන අතර, අනවශ්‍ය ප්රතික්රියා වළක්වා ගැනීම සඳහා එහි අභ්‍යන්තර පෘෂ්ඨය රත්රන් හෝ වෙනත් නිෂ්ක්රීය ලෝහයකින් ආලේප කර ඇත. ඔක්සිකරණ උෂ්ණත්වය (500 ... 800 ° C) දක්වා රත් කරන ලද කුටීරය තුළ සිලිකන් වේෆර් සහ ඉහළ පිරිසිදු ජලය යම් ප්රමාණයක් තබා ඇත. චිත්රපටයේ ඝනකම ඔක්සිකරණ කාලය, පීඩනය සහ ජල වාෂ්ප සාන්ද්රණය මත රඳා පවතී.
ඔක්සයිඩ් චිත්රපටයේ ගුණාත්මකභාවය ක්රියාවලිය සිදු කරන වැඩ කරන පරිමාවේ සංශුද්ධතාවයට බලපායි. අපිරිසිදු පරමාණුවල නොසැලකිය යුතු ප්රමාණයක් ඇතුළුවීම මුල් වැඩ කොටසෙහි ද්රව්යයේ ගුණාංග සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් කළ හැකිය. සිලිකන් වල විසරණ සංගුණකය ඉතා ඉහළ මට්ටමක පවතින තඹ අපද්රව්ය මගින් වඩාත් හානිකර බලපෑමක් ඇති කරයි.
ඉතා වැදගත් වන්නේ චිත්රපටවල අත්හිටුවීම් වලට තුඩු දෙන අපවිත්‍ර ද්රව්ය වලින් සිලිකන් පූර්ව ඔක්සිකාරක පිරිසිදු කිරීමයි. අධි පීඩන ඔක්සිකරණයේ වාසිය වන්නේ කාලසීමාව වැඩි නොකර ක්රියාවලිය උෂ්ණත්වය අඩු කිරීමේ හැකියාවයි.
ඇනෝඩ ඔක්සිකරණයසිලිකන් වෙනස් කිරීම් දෙකක් ඇත: ද්රව ඉලෙක්ට්රෝලයක සහ වායු ප්ලාස්මා වල ඔක්සිකරණය. ඇනෝඩික් ඔක්සිකරණ ක්රියාවලිය මඟින් අඩු උෂ්ණත්වවලදී ඔක්සයිඩ් පටල ලබා ගැනීමට හැකි වන අතර එමඟින් පෙර සැකසූ විසරණ කලාපවල අපද්රව්ය නැවත බෙදා හැරීම සීමා කරයි.
අන්තර් ස්ථර පරිවාරකයක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා, ඔක්සිකරණ ක්රියාවලිය භාවිතා නොකරන අතර, පාර විද්යුත් ස්ථර තැන්පත් වීමෙන් ලබා ගනී.
ආරක්ෂිත ස්ථර ලෙස සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් පටල පහත සඳහන් අවාසි ඇත: 1) මුල් සිලිකන් මතුපිටට විනිවිද යාමට ජල වාෂ්ප හා සමහර අපද්රව්ය හැකියාව ඇති ව්යුහය porosity; 2) අර්ධ සන්නායක උපාංගවල ලක්ෂණවල අස්ථාවරත්වයට තුඩු දෙන සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් පටලයක් හරහා සංක්රමණය වීමට මූලද්රව්ය ගණනාවක පරමාණුවලට ඇති හැකියාව.
ඡායාරූප ශිල්පය.ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි යනු උපස්ථර ඩයොක්සයිඩ් මතුපිට පරිපත ස්ථල විද්‍යාවේ ප්‍රකාශන ප්රතිබිම්බයක් සාදා එය උපස්ථරයට මාරු කිරීමේ ක්‍රියාවලියයි. ව්යුහය තුළ, එය මුද්රිත පරිපථ පුවරු සන්නායක සෑදීමේදී භාවිතා කරන ක්රම සමග සමපාත වේ. කෙසේ වෙතත්, භාවිතා කරන ද්රව්යවල ගුණාත්මකභාවය සහ පරිසරයේ පිරිසිදුකම සඳහා ඉහළ විභේදන අවශ්යතා සහ වැඩි අවශ්යතාවන් හේතුවෙන් මෙම ක්රියාවලිය එහිම විශේෂතා ඇත.
Photoresists යනු කාබනික ද්රාවණවල තුනී පටල වන අතර පාරජම්බුල කිරණවලට නිරාවරණය වීමෙන් පසු බහුඅවයවීකරණය හා දිය නොවන බවට ගුණාංග තිබිය යුතුය. photoresists සඳහා ප්රධාන අවශ්යතා වන්නේ ඉහළ විභේදනය, ආලෝකය සංවේදීතාව, etchants සහ විවිධ රසායනික ද්රාවණ වලට ප්රතිරෝධය, නිෂ්පාදනයේ මතුපිටට හොඳ ඇලවීමයි.
photoresist හි විභේදනය යනු ඒවායේ පළලට සමාන දුරක් සහිත පුවරු මතුපිට මිලිමීටරයකට යෙදිය හැකි රේඛා ගණනයි. විභේදනය photoresist වර්ගය සහ ස්ථරය ඝනකම මත රඳා පවතී. තුනී ස්ථර සමග, එය ඝන ඒවාට වඩා වැඩි ය.
රටාව සෑදී ඇති ආකාරය අනුව, photoresists ඍණ සහ ධනාත්මක ලෙස බෙදී ඇත (රූපය 1.9).
පාරජම්බුල කිරණවල ක්රියාකාරිත්වය යටතේ photomask හි විනිවිද පෙනෙන ප්රදේශ යටතේ ඇති සෘණ photoresist ප්රදේශ, සංවර්ධනය තුළ විසුරුවා නොයෑමට දේපල ලබා ගනී. ද්‍රාවකයක් තුළ වර්ධනය වන විට ෆොටෝමාස්ක් වල පාරාන්ධ ප්රදේශ යටතේ පිහිටා ඇති ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ප්රදේශ පහසුවෙන් ඉවත් කරනු ලැබේ. මෙසේ නිර්මාණය වී ඇත; සහන, ෆොටෝමාස්ක්හි සැහැල්ලු මූලද්රව්යවල රූපයක් (රූපය 1.9, a).
ඍණාත්මක ඡායාරූප ප්රතිරෝධක පොලිවිවයිල් මධ්යසාර වලින් සාදා ඇත. විෂ සහිත සංරචක නොමැති වීම, පිළිගත හැකි විභේදනය (රේඛා 50 / mm දක්වා), සංවර්ධනයේ පහසුව සහ අඩු පිරිවැය හේතුවෙන් ඒවා බහුලව භාවිතා වේ. අවාසිය නම්, අඳුරේ පවා දැඩි වී ඇති බැවින්, තැන්පත් කළ තට්ටුවක් සහිත හිස් තැන් පැය 3 ... 5 කට වඩා ගබඩා කිරීමේ නොහැකියාවයි. මීට අමතරව, ආර්ද්රතාවය සහ පරිසර උෂ්ණත්වය අඩු වීමත් සමග, ඡායාරූප සංවේදී ස්ථරයේ යාන්ත්රික ශක්තිය සහ මතුපිටට එහි ඇලවීම අඩු වේ.
ප්‍රකිරණයේ ක්‍රියාව යටතේ ධනාත්මක ප්‍රභා ප්රතිරෝධකයක් එහි ගුණාංග වෙනස් කරන ආකාරයට සැකසීමේදී එහි ප්රකිරණය වූ ප්රදේශ සංවර්ධකයින් තුළ දිය වන අතර ප්‍රකිරණ නොවන ප්රදේශ (ඡායාරූප ආවරණයේ පාරාන්ධ ප්රදේශ යටතේ පිහිටා ඇත) පුවරු මතුපිට පවතී (රූපය 1.9. , බී).
ධනාත්මක ප්‍රභා ප්රතිරෝධක සඳහා, ඩයසෝ සංයෝග මත පදනම් වූ ද්රව්ය භාවිතා කරනු ලැබේ, එය ප්‍රභා සංවේදී බහු අවයවික පදනමක් (novolac දුම්මල), ද්‍රාවකයක් සහ වෙනත් සංරචක වලින් සමන්විත වේ. ඇලවීම සහ විභේදනය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, ඒවා ඍණාත්මක ප්‍රකාශන වලට වඩා උසස් නමුත් ඒවා වඩා මිල අධික වන අතර විෂ ද්‍රාවක අඩංගු වේ. ධනාත්මක ඡායාරූප ප්රතිරෝධකවල විභේදනය රේඛා 350 / mm දක්වා වේ. ධනාත්මක ප්‍රකාශකයක වාසිය නම් ඡායාරූප සංවේදී තට්ටුවක් යොදන හිස් තැන් ගබඩා කිරීමේදී සම් පදම් නොකිරීමයි.
IC නිෂ්පාදනයේ තාක්ෂණික ක්රියාවලියේදී ද්රව සහ වියලි ප්‍රකාශනයන් භාවිතා වේ.
ද්රව ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ගිල්වීම (ඩිප් කිරීම), කේන්ද්රාපසාරී සමඟ වත් කිරීම, රිබ්ඩ් රෝලර් සමඟ රෝල් කිරීම සහ වෙනත් ක්රම මගින් යොදනු ලැබේ.
වැඩි නිෂ්පාදනයක් සහ භාවිතයේ පහසුව හේතුවෙන් වඩාත් පුලුල්ව පැතිරී ඇති වියළි ප්‍රකාශනයන් යනු ස්ථර තුනක තුනී ව්‍යුහයකි: දෘශ්ය විනිවිද පෙනෙන පටලයක් (සාමාන්යයෙන් පොලිඑතිලීන් ටෙරෙෆ්තලේට්), ප්‍රභාසංවේදි බහුඅවයවයක් සහ ආරක්ෂිත ලව්සන් පටලයකි. ආරක්ෂිත ස්තරය මූලිකව ඉවත් කිරීම සහ ෆොටෝසිස්ටරයේ ඇලවීම සමඟ ඉහළ උෂ්ණත්වයකදී ඒවා යොදනු ලැබේ. රටාව නිරාවරණය වීමෙන් පසුව, දෘශ්ය චිත්රපටය ඉවත් කර ඇති අතර රූපය ජලය තුළ වර්ධනය වේ. මෙම අවස්ථාවේදී, පින්තූරයේ නිරාවරණය නොවූ ප්රදේශ ඉවත් කරනු ලැබේ.
පරිපථ රටාවේ ඉහළ විභේදනය ධනාත්මක ප්‍රකාශන මගින් සපයනු ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, ඔවුන්ගේ වාසි වඩාත් අම්ල-ප්රතිරෝධී සහ සංවර්ධනය කිරීමට පහසු වන ඍණ ඡායාරූප ප්රතිරෝධක භාවිතා කිරීමේ හැකියාව බැහැර නොකරයි.
සම්බන්ධතා මුද්‍රණය ක්රියාත්මක කිරීමේදී ඡායාරූප ශිලා ලේඛන ක්රියාවලියේ ප්රධාන අදියර 1.10 රූපයේ දැක්වේ.
උපස්ථර මතුපිට සකස් කිරීම (රූපය 1.10, a) ප්රභාසංස්ලේෂකයේ ඇලවීම සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. අතිරේක පෘෂ්ඨීය ප්රතිකාර නොමැතිව තහඩු ඔක්සිකරණය වූ වහාම පසුකාලීනව යෙදිය යුතුය. උපස්ථර පැයකට වඩා වැඩි කාලයක් ගබඩා කර ඇත්නම්, පසුව තාප පිරියම් කිරීම වියළි ඔක්සිජන් හෝ නයිට්රජන් t = 1000 ° C දී විනාඩි කිහිපයක් සඳහා සිදු කරනු ලැබේ. එය උපස්ථර මතුපිට ජලාකර්ෂණීය බව ඉවත් කරයි.
ඡායාරූප-ප්රතිරෝධය කේන්ද්රාපසාරී මගින් යොදනු ලැබේ (රූපය 1.10.6). ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ස්ථරයේ ප්රශස්ත ඝනකම 0.3...0.8 µm පරාසයක පවතී. ස්ථරයේ ඝණකම 0.2 μm ට වඩා අඩු වන විට, සිදුරු වල සම්භාවිතාව තියුනු ලෙස වැඩි වන අතර, 1 μm ට වැඩි ඝණකමකදී, ක්රියාවලියේ විභේදනය අඩු වන අතර, එය කුඩා මානයන් සහිත මූලද්රව්ය ලබා ගැනීමට නොහැකි වේ.
photoresist අයදුම් කරන විට, ස්ථරයේ ඒකාකාරිත්වය (සිදුරු නොමැති වීම, විදේශීය අංශු, ආදිය) සහ ඝනකමේ ඒකාකාර බව සහතික කිරීම අවශ්ය වේ. ස්තරයේ සමජාතීය භාවය රඳා පවතින්නේ ආරම්භක ප්‍රභාකරනයේ සංශුද්ධතාවය, පරිසරයේ සංශුද්ධතාවය, මාතයන් සහ වියලීමේ ක්රමය මත ය. ස්ථරයේ ඝනකමේ ඒකාකාරිත්වය ඡායාරූප ප්රතිරෝධකයේ දුස්ස්රාවීතාවය සහ එහි තැන්පත් වීමේ මාදිලි මත රඳා පවතී. ස්තරයේ ඝනකමේ අසමානතාවය නිරාවරණය වීමේදී ෆොටෝ මාස්ක් ෆොටෝලේයරයට අසම්පූර්ණව ගැලපීම හේතුවෙන් ප්‍රතිවිරුද්ධතාව පිරිහීමට හේතුවයි.
ප්‍රබල හා සමජාතීය පටලයක් සෑදීම සඳහා ප්‍රභාකරන ස්ථරයෙන් ද්‍රාවකය ඉවත් කිරීම t =18...20°C ට විනාඩි 15...30 ක් වියලීම, පසුව t=90...100°C වියලීම මගින් සිදු කෙරේ. විනාඩි 30 ක් සඳහා.
ෆොටෝමාස්ක් එකක සිට ෆොටෝරෙස්ට් ස්ථරයකින් ආවරණය කර ඇති තහඩුවකට රූපයක් මාරු කිරීම නිරාවරණයෙන් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ (රූපය 1.10, c). ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි ක්රියාවලිය නැවත නැවත සිදු කරන්නේ නම්, කලින් ලබාගත් රටාව ෆොටෝමාස්ක් මත ඇති රටාව සමඟ ඒකාබද්ධ කිරීම අවශ්ය වේ. පෙළගැස්වීමේ නිරවද්‍යතාවය 0.25 ... 0.5 µm වේ. Xenon සහ Mercury-quartz ලාම්පු ආලෝක ප්රභවයක් ලෙස භාවිතා වේ.
අච්චුව සහ තහඩුව අතර හිඩැස් ඇති විට සිදුවන විවර්තන සංසිද්ධි මගින් මාරු කිරීමේ ගුණාත්මකභාවය සැලකිය යුතු ලෙස බලපායි. 20 μm දක්වා ළඟා වන උපස්ථරයේ සමතලා නොවීම හේතුවෙන් හිඩැස් පැන නගී. ෆොටෝමාස්ක් සිට ෆොටෝරෙස්ට් ස්තරය වෙත රූපය මාරු කිරීමේ ගුණාත්මකභාවය තක්සේරු කළ හැක්කේ සංවර්ධනයෙන් පසුව පමණි.
සෘණ ඡායාරූපකරණයක ගුප්ත රූපයක් (පය. 1.10, ඈ) වර්ධනය කිරීම ෆොටෝමාස්ක්හි අඳුරු ස්ථාන යටතේ තිබූ ප්රදේශ ඉවත් කිරීම සමන්විත වේ. ධනාත්මක photoresist අවස්ථාවක දී, විකිරණ ප්රදේශ ඉවත් කරනු ලැබේ. කාබනික ද්‍රාවක (ට්‍රයික්ලෝරෙතිලීන්, ආදිය) සහ ධනාත්මක - ක්ෂාරීය ද්රාවණවල සෘණ ප්‍රභා ප්රතිරෝධක පෙන්නුම් කෙරේ. ආරක්ෂිත ගුණ වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා, ප්රතිඵලයක් ලෙස ස්තරය t = 100 ... 120 ° C වියළන ලද අතර, පසුව 30 ... 40 විනාඩි සඳහා t = 200 ... 250 ° C දී පදම් කර ඇත.
පරිපථයේ අවශ්ය රටාව නයිට්‍රික් සහ හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලයේ මිශ්රණයක ඡායාරූප මගින් ආරක්ෂා නොකළ උපස්ථරයේ ප්රදේශ කැටයම් කිරීමෙන් ලබා ගනී (රූපය 1.10, e).
කැටයම් කිරීම ඔක්සයිඩ් පටලවල සම්පූර්ණ කැටයම් කිරීම සහතික කළ යුතුය. මෙම අවස්ථාවේ දී, විවිධ ඝනකමේ ඔක්සයිඩ් පටල එකවර කැටයම් කිරීමට අවශ්ය වන අවස්ථා තිබේ. කැටයම් කිරීමේ මෙහෙයුම් වල නිරවද්‍යතාවය ඍණාත්මක නිරවද්‍යතාවය සහ ප්රභාසංස්ලේෂකයේ ගුණාත්මකභාවය මත රඳා පවතී. ස්තරය වැඩ කොටසෙහි මතුපිටට දුර්වල ලෙස ඇලවීමේදී, හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය පදම් කළ තට්ටුව යටට විනිවිද ගොස් එයින් ආරක්ෂා කර ඇති ඔක්සයිඩ් පටලයේ ප්රදේශ ඉවත් කළ හැකිය. කාබනික ද්රව සහ සල්ෆියුරික් අම්ලය ලෙස භාවිතා කරන ද්‍රාවකයක මතුපිට ඉතිරිව ඇති ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ස්තරය ඉවත් කරනු ලැබේ. ඉදිමීමෙන් පසු, ෆොටෝරෙස්ට් චිත්රපට ස්පුබ් එකකින් ඉවත් කරනු ලැබේ.
අර්ධ සන්නායක ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනයේ ප්රධාන තාක්ෂණික ක්‍රියාවලියක් වන්නේ ඡායාරූපකරණයයි. එහි පුළුල් භාවිතය එහි ඉහළ ප්රතිනිෂ්පාදනය සහ විභේදනය මගින් පැහැදිලි කර ඇති අතර එමඟින් කුඩා ප්‍රමාණයේ රටාවක්, ක්රමයේ බහුකාර්යතාව සහ නම්‍යශීලී බව සහ ඉහළ ඵලදායිතාව ලබා ගැනීමට හැකි වේ. ස්පර්ශ ඡායාරූපකරණයේ අවාසිය නම් ෆොටෝමාස්ක් වේගයෙන් ඇඳීම සහ ස්පර්ශක පෘෂ්ඨයන් මත දෝෂ ඇතිවීමයි. ස්පර්ශ වූ විට, ප්‍රභා වෙස් මුහුණ ඕනෑම අංශු (දූවිලි අංශු වැනි) ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ස්ථරයට තද කරන අතර එමඟින් ප්‍රභා ප්රතිරෝධකයේ ආරක්ෂිත ස්ථරයේ දෝෂ ඇතිවේ.
ෆොටෝසිස්ටරයේ මතුපිට ඇති දූවිලි ධාන්ය එහි දැඩි වීම වැළැක්විය හැකි අතර ඔක්සයිඩ් වල සිදුරක් ("විදින") සෑදීමට හේතු වේ. ෆොටෝ මාස්ක් එකේ විනිවිද පෙනෙන කොටසේ දූවිලි තට්ටුවක් හෝ අඳුරු තිත් කිහිපයක් එකම බලපෑමක් ලබා දිය හැකිය. ෆොටෝමාස්ක් වල අඳුරු කොටසෙහි සිදුරක් ඔක්සයිඩ් පටලය අසම්පූර්ණ ලෙස ඉවත් කිරීමට හේතු විය හැක. දූවිලි අංශුවල ප්රමාණය ස්පර්ශක මූලද්රව්යවල ප්රදේශ වල ප්රමාණයට අනුරූප වේ. ඔවුන්ගේ පැමිණීම ක්ෂුද්ර පරිපථයේ විවාහයට මග පාදයි.
සිලිකන් මතුපිටට ඇතුළු වන ද්‍රාව්‍ය නොවන දූවිලි අංශු සහ අනෙකුත් ලක්ෂ්ය දූෂකවල ප්රතිඵලයක් ලෙස දෝෂ ඇතිවීමේ සම්භාවිතාව වේෆර් ප්‍රදේශයට සමානුපාතික වේ. එවැනි දෝෂ ඇතිවීම ක්ෂුද්ර පරිපථවල උපරිම ප්රදේශය සීමා කරයි.
ස්පර්ශ නොවන (ප්රක්ෂේපණ) ඡායා ශිලා විද්‍යාව මගින් ෆොටෝමාස්ක් සහ ප්‍රභා ප්රතිරෝධක ස්තරය අතර සම්බන්ධතාව ඉවත් කරයි, එමඟින් ස්පර්ශ ඡායාරූපකරණයට ආවේණික අවාසි ගණනාවක් වළක්වා ගත හැකිය.
ප්රක්ෂේපණ මුද්‍රණ ක්රමය සමන්විත වන්නේ ෆොටෝ මාස්ක් එකකින් රූපයක් එකිනෙකින් සැලකිය යුතු දුරකින් තබා ඇති ෆොටෝ රෙසිස්ට් තට්ටුවකින් ආවරණය වූ තහඩුවක් මතට ප්‍රක්ෂේපණය කිරීමයි. ෆොටෝමාස්ක් මත පින්තූරයේ මානයන් විශාල කළ පරිමාණයකින් කළ හැකිය. මෙම ක්රමය සමඟ, උපස්ථරවල සමතලාභාවය සහ ෆොටෝරෙස්ට් ස්ථරයේ ඝනකමේ ඒකාකාරිත්වය සඳහා අවශ්යතාවයන් වැඩි වේ. ඉහළ ඉල්ලීම් කාචය මත තබා ඇති අතර, උපස්ථරයේ සමස්ත වැඩ ක්ෂේත්රය පුරා අවශ්ය විභේදනය සැපයිය යුතුය. දැනට, හොඳම විභේදනය (0.4 µm) මිලිමීටර් 2x2 ප්රදේශයක් මත ලබා ගත හැක. විශාල ප්රදේශයක් පුරා ඉහළ විභේදනයක් ලබා දෙන කාච නිර්මාණය කිරීමේ දුෂ්කරතා ප්රක්ෂේපණ ඡායාරූපකරණයේ ක්රමය පුළුල් ලෙස හඳුන්වාදීමට බාධා කරයි.
Microgap photolithography ඡායා ශිලා විද්‍යාවේ සම්බන්ධතා සහ ප්රක්ෂේපණ ක්රමවල වාසි ඒකාබද්ධ කරයි. මෙම ක්රමය සමඟ, තහඩුව සහ ෆොටෝමාස්ක් අතර මයික්රෝන 10 ... 20 ක පරතරයක් ස්ථාපිත කර ඇත. එවැනි පරතරයක් විවර්තනයේ සංසිද්ධිය අවම කිරීමට තරම් විශාල වන අතර, ඒ සමඟම රූපය සම්ප්රේෂණය කිරීමේදී පරතරය තුළ රේඛීය නොවන විකෘති කිරීම් නොසලකා හැරීමට තරම් කුඩා වේ. කාර්මික ක්ෂුද්ර පරතරය නිරාවරණ උපකරණ ස්පර්ශ නිරාවරණ උපකරණවලට වඩා බෙහෙවින් සංකීර්ණ වේ.
විසරණය.මෙය සාන්ද්රණය වැඩි ප්‍රදේශවලින් අඩු සාන්ද්‍රණයක් ඇති ප්‍රදේශවලට මාත්‍රාව මාරු කිරීමේ ක්‍රියාවලියයි. කිසියම් මූලද්‍රව්‍යයක පරමාණුවල සාන්ද්‍රණ අනුක්‍රමණයක් ඝන ද්රව්යයක තිබේ නම්, අධ්‍යක්ෂණය කරන ලද විසරණ චලිතයක් නිර්මාණය වන අතර එමඟින් පරිමාව පුරාවට මෙම පරමාණුවල සාන්ද්රණය සමාන කිරීමට උත්සාහ කරයි. අංශු ප්රවේගය තියුනු ලෙස වැඩි වන විට සාන්ද්රණය සමාන කිරීමේ ක්රියාවලීන් ප්රමාණවත් තරම් ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී සිදු වේ. ඒවා විසරණ සංගුණකය D මගින් සංලක්ෂිත වේ, එය එක් කාල ඒකකයකට එක් ප්රදේශයක් හරහා විනිවිද යන ද්රව්යයක ස්කන්ධයෙන් එකකට සමාන සාන්ද්‍රණ අනුක්‍රමයකින් තීරණය වේ.
පළමු ආසන්නයේ යම් ද්රව්යයක් සහ විසරණ අපිරිසිදුකම සඳහා විසරණ සංගුණකය රඳා පවතින්නේ උෂ්ණත්වය (ඝාතීය යැපීම) මත පමණි.
III කාණ්ඩයේ මූලද්රව්ය (B, A1, Ip) සිලිකන් බවට විසරණ සංගුණකය V කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍යවලට වඩා විශාලත්වයේ 1 ... 1.5 අනුපිළිවෙලවල් (As; P; Sb) වේ. උදාහරණයක් ලෙස, t == 1473 K හි සිලිකන් බවට බෝරෝන්හි විසරණ සංගුණකය 10.5 cm 2 / s, ආසනික් - 0.3 cm 2 /s වේ.
විසරණ ක්රියාවලිය අදියර දෙකකින් සිදු කෙරේ. පළමු අදියරේදී, අපිරිසිදු-සංතෘප්ත තට්ටුවක් ස්ඵටිකයේ අසීමිත මූලාශ්රයකින් (ගෑස් අදියර) නිර්මාණය වේ. මෙම අදියර අපිරිසිදු රිය පැදවීම ලෙස හැඳින්වේ. එය ඔක්සිජන් ඉදිරියේ සිදු කරනු ලබන අතර, මතුපිට බොරොසිලිකේට් වීදුරු (B 2 0 3 අපිරිසිදු සඳහා) හෝ පොස්පරස්-සිලිකේට් වීදුරු (P 2 O 5 අපද්රව්ය සඳහා) ස්ථරයක් සෑදීමට දායක වේ. රියදුරු ක්රියාවලියේ පරාමිතීන් වාහක වායුවේ විසරණය සහ ඔක්සිජන් සාන්ද්රණය, වායු මිශ්රණයේ ප්රවේගය සහ ක්රියාවලිය කාලය වේ. දෙවන අදියරේදී, මිශ්රණය නැවත බෙදා හැරීමට භාජනය වේ. මෙම අදියර අපිරිසිදු විසුරුවා හැරීම ලෙස හැඳින්වේ. අපිරිසිදු බාහිර මූලාශ්රයක් නොමැති විට එය t = 800 ... 1000 ° C දී සිදු කරනු ලැබේ. වැඩ කරන වායුගෝලය නිෂ්ක්රිය වායුවක් සහ ඔක්සිජන් මිශ්රණයකි. වේෆරයේ ගැඹුරට අපිරිසිදුකම විසුරුවා හැරීම ආරක්ෂිත සිලිකන් ඔක්සයිඩ් පටලයක් වර්ධනය වීමත් සමඟ සිදු වේ.
විසරණය 1100 ... 1300 ° C උෂ්ණත්ව පරාසය තුළ සිදු කරනු ලබන අතර, අදියර දෙකක ක්රියාවලිය -1000 ... 1300 ° දී රියදුරු ක්රියාවලිය සැලකිල්ලට ගනිමින්. 1000 °C ට අඩු, විසරණ සංගුණකය ඉතා කුඩා වන අතර විසරණ ගැඹුර නොසැලකිය හැකිය. 1300 ° C ට වැඩි, ඉහළ උෂ්ණත්වයේ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ තහඩු මතුපිට උල්ලංඝනය කිරීම් සිදු වේ.
අපිරිසිදු ප්රභවයන් ලෙස ඝන, ද්රව සහ වායුමය සංයෝග භාවිතා වේ. බෝරෝන් සහ පොස්පරස් බොහෝ විට භාවිතා වන්නේ රසායනික සංයෝග B 2 0 5, P 2 O 5 යනාදිය ලෙස ය.
ඝන මූලාශ්රයකින් වාහක වායු ප්රවාහයක විසරණය කිරීම කලාප දෙකක ස්ථාපනයන් තුළ සිදු කරනු ලැබේ (රූපය 1.11). අපිරිසිදු මූලාශ්රය අඩු උෂ්ණත්ව කලාපයේ තබා ඇති අතර, සිලිකන් වේෆර් ඉහළ උෂ්ණත්ව කලාපයේ (1100 ... 1200 ° C) තබා ඇත. ඔක්සිජන් සමඟ නිෂ්ක්රිය වායුවක මිශ්රණයකින් පයිප්ප පිරිසිදු කර ඇති අතර, උෂ්ණත්ව පාලන තන්ත්රය ස්ථාපිත කිරීමෙන් පසුව, තහඩු වැඩ කරන ප්රදේශයේ තබා ඇත. වාෂ්පීකරණය වන අපිරිසිදු අණු වාහක වායුව මගින් තහඩු වෙත ගෙන යන අතර දියර වීදුරු ස්ථරය හරහා ඒවායේ මතුපිටට වැටේ. දියර වීදුරු තහඩු මතුපිට වාෂ්ප වීමෙන් හා විදේශීය අංශු ඇතුල් වීමෙන් ආරක්ෂා කරයි. ඝන මූලාශ්රයකින් විසරණය කිරීමේ ක්රියාවලියේ අවාසි - ස්ථාපනය කිරීමේ සංකීර්ණත්වය සහ වාෂ්ප පීඩනය පාලනය කිරීමේ දුෂ්කරතාවය.
ද්රව ප්‍රභවයකින් වාහක වායු ප්රවාහයක විසරණය සරල තනි කලාප සැකසුමකින් සිදු කරනු ලැබේ, එහිදී මතුපිට සාන්ද්රණය පුළුල් පරාසයක් ලබා ගත හැකිය. එවැනි ක්රියාවලියක අවාසිය නම් සාන්ද්රණයන්හි අධික විෂ වීමයි.
සංවෘත පරිමාවක් තුළ විසරණය. එවැනි විසරණය විසරණ ස්ථරවල පරාමිතීන්ගේ හොඳ ප්රතිනිෂ්පාදනය සපයයි. මෙම අවස්ථාවේ දී, සිලිකන් වේෆරය සහ අපිරිසිදු ප්රභවය ක්වාර්ට්ස් ඇම්පියුලයක තබා ඇති අතර එය 10 -3 Pa පීඩනයකට පොම්ප කරනු ලැබේ හෝ නිෂ්ක්රීය වායුවකින් පුරවනු ලැබේ. එවිට ඇම්ප්ලය මුද්රා කර උණුසුම් උදුනක තබා ඇත. අපිරිසිදු වාෂ්ප අණු අර්ධ සන්නායක වේෆරයේ මතුපිටින් අවශෝෂණය කර එහි ගැඹුරට විහිදේ. මෙම ක්රමය බෝරෝන්, ඇන්ටිමනි, ආසනික්, පොස්පරස් ව්යාප්තිය සඳහා භාවිතා වේ. මෙම අපද්රව්ය ඉතා විෂ සහිත වන අතර ඇම්පියුලයේ විසරණය විෂ වීමේ හැකියාව ඉවත් කරයි.
ක්රමයේ වාසිය නම් ඒවායේ අන්‍යෝන්‍ය දූෂණයෙන් තොරව අපද්රව්ය කිහිපයක් පැතිරීම සඳහා එක් උඳුනක් භාවිතා කිරීමේ හැකියාවයි, අවාසිය නම් අඩු ඵලදායිතාවය සහ ප්රවේශමෙන් පැටවීමේ ක්රියාවලියක අවශ්‍යතාවයයි, මන්ද ඇම්පියුලයට ඇතුළු වන ඕනෑම ද්රව්ය ප්රධාන අපිරිසිදුකම සමඟ විසරණය වන බැවිනි.
සියලුම විසරණ ක්රම සඳහා, උණුසුම් කලාපයේ අක්ෂය ඔස්සේ ඒකාකාර උෂ්ණත්ව ව්යාප්තියක් සහතික කිරීම අවශ්ය වේ. විසරණ ස්ථරයේ ගැඹුර මත ඉවසීම 100% නම්, එය ± 5 ° C නිරවද්යතාවයකින් උෂ්ණත්වය පවත්වා ගැනීමට ප්රමාණවත් වේ. 20% ක ඉවසීමක් සහිතව, උෂ්ණත්වය ± 0.5 ° C නිරවද්යතාවයකින් පවත්වා ගත යුතුය.
විසරණ ගැඹුර මයික්‍රෝමීටර කිහිපයක් (පරිපථ මූලද්රව්ය සඳහා) සිට මයික්රෝන 10 ... 100 දක්වා වෙනස් වේ. විශාල විසරණ ගැඹුරක් සැලකිය යුතු කාලයක් (පැය 60 දක්වා) අවශ්ය වේ.
ඔක්සයිඩ් සිදුරක් හරහා සිලිකන් තුළට විසරණය වන අපද්රව්ය ගැඹුරට සමාන ප්‍රමාණයකින් පාර්ශ්වීයව ප්‍රචාරණය වේ.
වඩාත් සුලභ විසරණ දෝෂ වන්නේ විසරණ ස්ථරයේ ගැඹුරේ අපගමනයයි. එවැනි අපගමනය සඳහා හේතු වන්නේ තහඩුවේ මතුපිට ඇති දූවිලි සහ අනෙකුත් අංශු මෙන්ම අවශේෂ ෆොටෝරෙස්ට් ය. ස්ඵටික දැලිස් වල මතුපිට දෝෂ සහ කැළඹීම් ද්රව්යය තුලට විසරණය ගැඹුරට විනිවිද යාමට දායක වේ. එවැනි දෝෂ සංඛ්යාව අඩු කිරීම සඳහා, සූදානම් කිරීමේ මෙහෙයුම් වලදී සහ විසරණ ක්රියාවලියේදී පරිසරය, ද්රව්ය සහ උපකරණවල පිරිසිදුකම ප්රවේශමෙන් නිරීක්ෂණය කිරීම අවශ්ය වේ.
රිසිට්පත පී-එන්-විසරණ ක්රම භාවිතා කරමින් සංක්‍රාන්ති ඔබට සංක්‍රාන්තියේ ගැඹුර සහ ස්ථානය නිවැරදිව පාලනය කිරීමට ඉඩ සලසයි, අපද්රව්ය සාන්ද්රණය යනාදිය. විසරණ ක්රියාවලියේ අවාසිය නම් විවිධ ආකාරයේ සන්නායකතාවය සහිත කලාප අතර පැහැදිලි සංක්‍රාන්ති ලබා ගැනීමේ නොහැකියාවයි.
එපිටැක්සි.උපස්ථරයේ දිශානතිය ක්රියාත්මක කිරීම මගින් ඇණවුම් කරන ලද ස්ඵටික ව්යුහයක් සහිත ස්ථර වර්ධනය කිරීමේ ක්රියාවලිය මෙයයි. ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනයේදී, epitaxy වර්ග දෙකක් භාවිතා කරයි: homoepitaxy සහ heteroepitaxy.
Homoepitaxy (autoepitaxy) යනු උපස්ථර ද්රව්යයේ රසායනික සංයුතියෙන් වෙනස් නොවන ස්ඵටිකරූපී ද්රව්යයක දිශානුගත වර්ධනයේ ක්රියාවලියකි. Heteroepitaxy යනු උපස්ථර ද්රව්යයට වඩා රසායනික සංයුතියෙන් වෙනස් වන ද්රව්යයක දිශානුගත වර්ධනයේ ක්රියාවලියකි.
epitaxial පටලයක් වැඩීමේ ක්රියාවලියේදී, මාත්‍රණ ද්රව්ය එයට හඳුන්වා දිය හැකි අතර, අපේක්ෂිත සාන්ද්‍රණ ව්යාප්තිය සහ දී ඇති ආකාරයේ සන්නායකතාවය සහිත අර්ධ සන්නායක පටල නිර්මාණය කරයි. විවිධ ආකාරයේ සන්නායකතාවයන් සහිත කලාප අතර පැහැදිලි මායිම් ලබා ගැනීමට මෙය හැකි වේ.
වර්තමානයේ වඩාත් පුලුල්ව පැතිර ඇත්තේ සිලිකන් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් අඩු කිරීම මත පදනම්ව, epitaxial සිලිකන් ස්ථර ලබා ගැනීම සඳහා ඊනියා ක්ලෝරයිඩ් ක්රමයයි. මෙම ක්රියාවලිය RF උත්පාදකයේ ප්රේරකයේ තබා ඇති ක්වාර්ට්ස් නලයක් වන ප්රතික්රියාකාරකයක් තුළ සිදු කෙරේ. ප්රතික්රියාකාරක තිරස් සහ සිරස් ආකාරයේ විය හැක.
තිරස් ප්රතික්රියාකාරකයක (රූපය 1.12), සිලිකන් වේෆර් ග්රැෆයිට් ආධාරක මත තබා ඇත. අධි-සංඛ්යාත උත්පාදක යන්ත්‍රයකින් උණුසුම සිදු කෙරේ. ක්රියාවලිය ආරම්භ කිරීමට පෙර, වාතය ඉවත් කිරීම සඳහා පද්ධතිය නයිට්රජන් හෝ හීලියම් වලින් පුරවා පිරිසිදු හයිඩ්රජන් වලින් පවිත්‍ර කරනු ලැබේ, එය 1200 ° C උෂ්ණත්වයකදී උපස්ථරවල මතුපිට ඇති ඔක්සයිඩ් පටලවල අවශේෂ සමඟ ප්රතික්රියා කර ඒවා සම්පූර්ණයෙන්ම පාහේ ඉවත් කරයි. එවිට කුටිය පිරී ඇත
මිශ්රණය HC1හා H 2සිලිකන් වේෆරයකින් මයික්‍රොමීටර කිහිපයක් ඝන තට්ටුවක් කැටයම් කිරීම සඳහා. ගෑස් කැටයම් මෙහෙයුම හානියට පත් ස්ථරය සහ අපද්රව්ය ඉවත් කරයි Si0 2. Epitaxial චිත්රපට ව්යුහාත්මක දෝෂ නොමැතිව ලබා ගනී. පිරිසිදු කිරීමෙන් පසු, පද්ධතිය මිනිත්තු කිහිපයක් සඳහා හයිඩ්රජන් සමඟ පිරිසිදු කර ඇත SiCl4සහ මාත්‍රාව. ප්රතික්රියාවේ ප්රතිඵලයක් ලෙස
5iС1 4(ගෑස්) + 2H 2(ගෑස්) ↔ Si(Hard) ↓ + 4HC1(GAS)
සිලිකන් ටෙට්රාක්ලෝරයිඩ් දිරාපත් වන අතර සිලිකන් යටි ස්ථරයේ ව්යුහය ගන්නා සිලිකන් උපස්ථරය මත තැන්පත් වේ. ක්රියාවලිය අවසන් වූ පසු, උපස්ථරය පිරිසිදු හයිඩ්රජන් ධාරාවකින් සිසිල් කරනු ලැබේ.
පෝෂණ අනුපාතය සහ උෂ්ණත්වය පාලනය කිරීම මගින් හයිඩ්රජන්, සිලිකන් ක්ලෝරයිඩ් සහ අපද්‍රව්‍යවල ඇතැම් අනුපාත සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ. වාහක වායුවේ (හයිඩ්රජන්) සාමාන්ය ප්රවාහ අනුපාතය 10 L/min, සහ ප්රමාණය අතර අනුපාතය H 2හා SiCl4 1000 වේ: 1. වායු මිශ්රණයේ කොටස් 1,000,000 කට ආසන්න වශයෙන් කොටස් 300 ක ප්‍රමාණයකින් මෙම මිශ්රණයට වායුමය විසරණයක් හඳුන්වා දෙනු ලැබේ.
ෆොස්ෆීන් පරිත්යාගශීලීන්ගේ අපිරිසිදු ද්රව්යයක් ලෙස භාවිතා කරයි. (RN 3), සහ ස්තරය ලබා ගැනීමට පී- වර්ගය - ඩයිබොරේන් (B 2 H 6).
epitaxial චිත්රපටයේ වර්ධන වේගය පරිභෝජනය මත රඳා පවතී SiCl4හා H 2උපස්ථර උෂ්ණත්වය, හඳුන්වා දුන් අපිරිසිදු ප්රමාණය, ආදිය. තරමක් නිවැරදිව පාලනය කළ හැකි මෙම විචල්යයන්, ක්රියාවලියේ කාලසීමාව තීරණය කරයි.
epitaxial චිත්රපටයේ කුඩාම ඝනකම තීරණය වන්නේ ස්ඵටිකීකරණ මධ්යස්ථාන තිබීමෙනි. දෝෂ වලින් තොර චිත්රපට ඝනකමේ ඉහළ සීමාව 250 µm වේ. බොහෝ විට, epitaxial පටලයේ ඝණකම 1 සිට 25 µm දක්වා වේ.
උපස්ථර පෘෂ්ඨයේ සංශුද්ධතාවය සහ භාවිතා කරන වායූන් මගින් epitaxial ස්ථරයේ ගුණාත්මක භාවය බෙහෙවින් බලපායි. ව්යුහාත්මක දෝෂ වලින් තොර 150...200 µm ඝනකම ඇති සිලිකන් වේෆර් උපස්ථරය ලෙස භාවිතා කරයි. වායුවල අපිරිසිදු වල අවසර ලත් අන්තර්ගතය වායුවේ කොටස් මිලියනයකට අපිරිසිදු කොටස් කිහිපයකට සමාන වේ.
අර්ධ සන්නායක වේෆර් පාලනය කිරීම ඔප දැමීම, එපිටැක්සි, ඔක්සිකරණය සහ විසරණය අවසන් කිරීමෙන් පසුව සිදු කෙරේ. එය තහඩු මතුපිටින් පරාවර්තනය වන දෘශ්ය ආලෝකයේ සමජාතීය කදම්භයකින් තිරය මත පිහිටුවා ඇති තහඩු රූපයේ දෘශ්ය නිරීක්ෂණ සහ විශ්ලේෂණය මත පදනම් වේ.
කැඩුණු ව්යුහයක් සහිත වේෆරයේ කොටස් ආලෝක කදම්භයට කැළඹීම් හඳුන්වා දෙයි, එම නිසා වේෆර් රූපයේ ආලෝක තීව්‍රතාවයේ වෙනස්කම් ලෙස තිරයේ වේෆර් දෝෂ දර්ශනය වන අතර එමඟින් එහි ගුණාත්මකභාවය තක්සේරු කිරීමට හැකි වේ.
තුනී පටල ඉසීම.තුනී පටල ලබා ගැනීම සඳහා ප්රධාන ක්රම වන්නේ රික්තක සහ අයන ඉසීමේදී තාප ඉසීම (වාෂ්පීකරණය) ය.
රික්තකයේ තාප ඉසීම.එවැනි තැන්පත් වීම ලෝහවල පරමාණු (අණු) සහ ඉහළ රික්තක තත්ත්වයේ වාෂ්පීකරණයේදී වෙනත් සමහර ද්රව්යවල ගුණය මත පදනම්ව සරල රේඛාවක් (කදම්භයක් වැනි) චලනය වන අතර ඒවායේ චලනයේ මාර්ගයෙහි තබා ඇති මතුපිටක් මත තැන්පත් වේ.
වැකුම් ස්පුටර් ස්ථාපනය (රූපය 1.13) පැතලි තහඩුවකින් සමන්විත වේ 6,
වීදුරු හෝ ලෝහ තොප්පියක් සවි කර ඇති 9.
අවසාන අවස්ථාවේ දී, එය නැරඹුම් වීදුරුවකින් සපයනු ලැබේ. තහඩුව හුදකලා රික්ත-තද අලෙවිසැල් දෙකක් ඇත. 4
වාෂ්පකාරකය බල ගැන්වීමට 3.
වාෂ්පීකරණයෙන් යම් දුරකින් උපස්ථරයක් තබා ඇත 10,
තුනී පටලයක් යොදනු ලැබේ. උපස්ථරය රත් වන අතර සැකසූ මාදිලිය ළඟා වන තුරු ඩැම්පරයක් මගින් වසා ඇත. 1.
රික්තකයක වාෂ්පීකරණයේදී සිදුවන භෞතික ක්‍රියාවලීන්ට අනුකූලව, චිත්රපට සෑදීමේ පහත අදියර වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය: 1) තැන්පත් කරන ලද ද්රව්ය වාෂ්ප තත්වයකට මාරු කිරීම; 2) වාෂ්පීකරණ මූලාශ්රයෙන් උපස්ථරයට වාෂ්ප මාරු කිරීම; 3) උපස්ථරය මත වාෂ්ප ඝනීභවනය සහ චිත්රපට සෑදීම.
ඉසින ලද ද්රව්ය වාෂ්ප තත්වයට මාරු කිරීම. වාෂ්ප සෑදීමේ ප්රදේශය තුළ, එහි වාෂ්ප පීඩනය අවශේෂ වායුවල පීඩනය ඉක්මවා යන තෙක් ද්රව්යය වාෂ්ප වී රත් වේ. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ඉහළ චාලක ශක්තියක් සහිත වඩාත්ම රත් වූ අණු අණුක ආකර්ෂණ බලයන් අභිබවා යන අතර දියවන මතුපිටින් කැඩී යයි. අධික රික්ත තත්වයන් යටතේ තියුනු ලෙස අඩු වූ තාප හුවමාරුව හේතුවෙන්, උපස්ථරවල උනුසුම් වීම සිදු නොවේ.
සමහර ද්රව්ය සඳහා නාමික වාෂ්පීකරණ උෂ්ණත්වය ද්රවාංකයට වඩා අඩුය. නිදසුනක් ලෙස, ක්රෝමියම් 1800 ° C ද්රවාංකයක් ඇති අතර, 1205 ° C උෂ්ණත්වයකදී රික්තකයේ රත් වූ විට වාෂ්ප වී යයි. ද්රව තත්ත්වයකින් තොරව ද්රව්යයක් ඝන තත්වයේ සිට වාෂ්ප තත්වයට සංක්රමණය වීම හැඳින්වේ sublimation.
වාෂ්පීකරණ ප්රභවයේ සිට උපස්ථරයට වාෂ්ප මාරු කිරීම. වාෂ්ප මාරු කිරීමේ ප්රදේශය 10 ... 20 සෙ.මී.. වාෂ්පීකරණය කරන ලද ද්රව්යයේ අණු වල ගමන් පථ සෘජුකෝණාස්රාකාර වීමට නම්, අවශේෂ වායුවේ අණු වල මධ්යන්ය නිදහස් මාර්ගය 5 ... 10 ගුණයක් විය යුතුය. වාෂ්ප හුවමාරු ප්රදේශයේ රේඛීය මානයන්ට වඩා වැඩිය.
නිදහස් මාර්ගය l- අවශේෂ වායූන්ගේ අණු සමඟ ගැටීමකින් තොරව ද්රව්යයක වාෂ්ප අණුවක් විසින් ගමන් කරන දුර. ඉහළ රික්තකයක, විට l ³ d(d- වාෂ්පීකරණ ප්රභවයේ සිට උපස්ථරය දක්වා ඇති දුර), වාෂ්පීකරණය වූ ද්රව්යයේ අණු ගැටුමකින් තොරව ප්රායෝගිකව දුර පියාසර කරයි. වාෂ්පීකෘත ද්රව්යයේ මෙම ප්රවාහය හැඳින්වේ අණුකසහ එය නිර්මාණය කිරීම සඳහා, 10-5 ... 10-6Pa අනුපිළිවෙලෙහි රික්තයක් අවශ්ය වේ.
උපස්ථරය මත වාෂ්ප ඝනීභවනය සහ චිත්රපට සෑදීම. වාෂ්ප ඝනීභවනය උපස්ථර උෂ්ණත්වය සහ පරමාණුක ප්රවාහ ඝනත්වය මත රඳා පවතී. වාෂ්පීකරණය වූ ද්රව්යයේ පරමාණු එහි මතුපිට අහඹු සංක්‍රමණයෙන් පසු උපස්ථරය මත අවශෝෂණය වේ.
යාන්ත්රික හා භෞතික ගුණාංග අනුව, තුනී පටල තොග ද්රව්ය වලින් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ. නිදසුනක් ලෙස, සමහර චිත්රපටවල නිශ්චිත ශක්තිය හොඳින් ඇනෙන ලද තොග සාම්පලවල ශක්තියට වඩා ආසන්න වශයෙන් 200 ගුණයකින් වැඩි වන අතර සීතල වැඩවලට භාජනය වන ද්රව්යවල ශක්තියට වඩා කිහිප ගුණයකින් වැඩි වේ. මෙය සිහින් ස්ඵටික ව්යුහය සහ අඩු ප්ලාස්ටික් නිසාය. ලෝහවල වාෂ්පීකරණ උෂ්ණත්වය අංශක සිය ගණනක සිට (උදාහරණයක් ලෙස, සීසියම් සඳහා 430 ° C) දහස් ගණනක් (උදාහරණයක් ලෙස, ටංස්ටන් සඳහා 3500 ° C) පරාසයක පවතී. මේ සම්බන්ධයෙන්, රික්ත වාෂ්පීකරණයේදී විවිධ මෝස්තරවල වාෂ්පකාරක භාවිතා වේ. ද්රව්යය උණුසුම් කිරීමේ ක්රමයට අනුව, වාෂ්පීකරණ ප්රතිරෝධක, ඉලෙක්ට්රොනික සහ ප්රේරණය ලෙස බෙදා ඇත.
ප්රතිරෝධක වාෂ්පීකරණ වලදී, තාප ශක්තිය ලබා ගන්නේ තාපකය හරහා ධාරාව ගමන් කරන විට හෝ වාෂ්ප වීමට අවශ්ය ද්රව්යය හරහා සෘජුවම තාපය මුදා හැරීම හේතුවෙනි. වක්ර උණුසුම සහිත වඩාත් බහුලව භාවිතා වන වාෂ්පීකරණ. මෙම අවස්ථාවේ දී, විශේෂිත හීටර් සපයනු ලැබේ, වාෂ්පීකරණය කරන ලද ද්රව්යය අවශ්ය උෂ්ණත්වයට රත් කරන ලද ආධාරයෙන්. වාෂ්පීකරණ ද්රව්ය සාමාන්යයෙන් ටංස්ටන්, ටැන්ටලම්, molybdenum, ආදිය.
තාපක ද්රව්ය තෝරාගැනීම පහත සඳහන් අවශ්යතා අනුව තීරණය වේ: උණු කළ තත්වයේ වාෂ්පීකරණය කරන ලද ද්රව්ය හොඳින් තාපකයක් තෙත් කළ යුතුය, හොඳ තාප ස්පර්ශයක් ඇති කරවන අතර, තාපක ද්රව්ය සමඟ රසායනික ප්රතික්රියාවකට ඇතුල් නොවිය යුතුය. මූලික වශයෙන්, ටංස්ටන්, මොලිබ්ඩිනම්, ටැන්ටලම් වලින් සාදන ලද හීටර් භාවිතා වේ.
ප්රතිරෝධක වාෂ්පීකරණ මිශ්ර ලෝහවල වාෂ්පීකරණය තුළ චිත්රපටවල අවශ්ය සංයුතිය ලබා නොදේ. විවිධ සංරචකවල වාෂ්ප පීඩනයෙහි වෙනස හේතුවෙන්, චිත්රපටයේ සංයුතිය ආරම්භක ද්රව්යයෙන් සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් වේ. උදාහරණයක් ලෙස, ඉසින ලද නයික්‍රෝම් මිශ්ර ලෝහයක් (80% Ni සහ 20% Cr) 60% Ni සහ 40% Cr සංයුතියකින් උපස්ථරය මත පටලයක් සාදයි. බහු සංරචක මිශ්ර ලෝහ වලින් අවශ්ය සංයුතියේ චිත්රපට ලබා ගැනීම සඳහා (උදාහරණයක් ලෙස, MLT, ආදිය), ක්ෂුද්ර මාත්‍රාව හෝ පුපුරන ද්රව්ය වාෂ්පීකරණය කිරීමේ ක්රමය භාවිතා කරයි. මෙම ක්රමය සමඟින්, 200 ... 300 ° C කින් වඩාත්ම පරාවර්තක සංරචකයේ වාෂ්පීකරණ උෂ්ණත්වය ඉක්මවන උෂ්ණත්වයකට රත් කරන ලද ටේප් වාෂ්පකාරකයක් මයික්රෝන 100 ... 200 ක අංශු ප්‍රමාණයකින් වාෂ්පීකරණය කරන ලද මිශ්ර ලෝහ කුඩු මයික්‍රෝඩෝස් සමඟ පෝෂණය වේ. ක්ෂුද්ර මාත්රාවක වාෂ්පීකරණය ක්ෂණිකව පාහේ සිදු වේ.
ඉලෙක්ට්රොනික වාෂ්පීකරණ වලදී ඉලෙක්ට්රෝන වල චාලක ශක්තිය තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. වාෂ්පීකරණය කරන ලද ද්රව්ය ඝන වයර් ආකාරයෙන් භාවිතා වේ, එහි නිදහස් කෙළවර ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයකට නිරාවරණය වේ. උණුසුම් කිරීමේ කෙටි කාලය (10 -8 ... 10 -9 s) හේතුවෙන්, සංකීර්ණ සංයෝගයේ විවිධ සංරචක වාෂ්ප වී උපස්ථරය මත එකවරම පාහේ තැන්පත් වේ. ඉලෙක්ට්රෝන කදම්බ රත් කිරීම මගින් පරාවර්තක ලෝහ සහ ඒවායේ මිශ්ර ලෝහ වාෂ්ප කිරීමට හැකි වේ.
පරාමිතීන්ගේ ස්ථායීතාවය වැඩි කිරීම සඳහා, තුනී ලෝහ පටල රත් කිරීමෙන් තාප පිරියම් කිරීමකට ලක් වේ ටී=300 ... 400 ° C. මෙම අවස්ථාවේ දී, ස්ඵටික ගොරෝසු බවට පත් වේ, ඒවා අතර බන්ධනය වැඩි වේ, චිත්රපටය ඝනත්වය හා වඩා සංයුක්ත වේ, සහ විද්යුත් ප්රතිරෝධය අඩු වේ.
රික්ත තැන්පත් කිරීම ප්රතිරෝධී පටල, තඹ, ඇලුමිනියම් සහ වෙනත් මිශ්ර ලෝහවලින් සාදන ලද සන්නායක, සිලිකන් ඔක්සයිඩ් පාර විද්යුත් ආලේපන ආදිය ලබා ගැනීම සඳහා බහුලව භාවිතා වේ. තැන්පත් කිරීමේ ක්රියාවලිය සහ ක්රියාත්මක කිරීමේ පහසුව. ක්රියාවලියෙහි වඩාත්ම සැලකිය යුතු අවාසි වන්නේ සංකීර්ණ සංයුතියේ ද්රව්ය වාෂ්පීකරණය කිරීමේදී සංරචකවල ප්රතිශත අනුපාතය වෙනස් වීමයි; ලක්ෂ්ය මූලාශ්රවලින් විශාල ප්රදේශයක් පුරා තැන්පත් කිරීමේදී අඩු පටල ඝනකම ඒකාකාරිත්වය; වර්තන ද්රව්ය වාෂ්පීකරණය කිරීමේ අපහසුතාව; ප්රතිරෝධක වාෂ්පීකරණ භාවිතා කරන විට ක්රියාවලියේ ඉහළ අවස්ථිති භාවය; උපස්ථරය සමඟ චිත්රපටයේ සාපේක්ෂව අඩු ඇලවුම් ශක්තිය.
අයනික ස්පුටරින්.එය පදනම් වී ඇත්තේ විරල වායුවක අයනීකෘත අණු මගින් ඒවායේ මතුපිටට බෝම්බ හෙලන විට ඝන ද්රව්ය විනාශ වීම පිළිබඳ සංසිද්ධිය මතය. මෙම ක්රියාවලිය ඉහළ උෂ්ණත්වයන් සමඟ සම්බන්ධ නොවන අතර පරාවර්තක ලෝහ සහ මිශ්ර ලෝහවල පටල ලබා ගැනීමට හැකි වේ. අයන ස්පුටරින් වර්ග පහත දැක්වේ: කැතෝඩ, අයන-ප්ලාස්මා සහ මැග්නෙට්රෝන්.
කැතෝඩ ස්පුටර් කිරීම ("ඩයෝඩ" පද්ධතිය) (රූපය 1.14) රික්තක කුටීරයක සිදු කරනු ලබන අතර, තලය-සමාන්තර ඉලෙක්ට්රෝඩ දෙකක් පිහිටා ඇත. එක් ඉලෙක්ට්රෝඩයක් (කැතෝඩයක්) ඉසින ද්රව්යයකින් සාදා ඇති අතර එය බෝම්බ හෙලීමේ ඉලක්කයකි. අනෙක් ඉලෙක්ට්රෝඩය (ඇනෝඩය) චිත්රපටය තැන්පත් කර ඇති උපස්ථරයක් ලෙස සේවය කරයි. රික්තක කුටියේ (10 -3 ... 10 -4 Pa) අඩු පීඩනයක් නිර්මාණය වී ඇති අතර, ඉන් පසුව එය 1 ... 10 Pa පීඩනයකදී නිෂ්ක්රිය වායුවකින් (සාමාන්යයෙන් ආගන්) පුරවා ඇත. අධි වෝල්ටීයතාවයක් (1 ... 3 kV) යොදන විට, ඉලෙක්ට්රෝඩ අතර ස්වාධීන දිලිසෙන වායු විසර්ජනයක් සිදු වේ, ඉලෙක්ට්රෝන විමෝචනය මගින් උද්වේගකරයි. දිලිසෙන විසර්ජනය පවත්වා ගැනීමට අවශ්ය ඉලෙක්ට්රෝන ප්රභවය කැතෝඩයයි. ඉලෙක්ට්රෝන ඇනෝඩය දෙසට ගමන් කරන අතර උදාසීන වායු අණු සමඟ ගැටීමෙන් නව ඉලෙක්ට්රෝන තට්ටු කරන අතර එමඟින් ඉලෙක්ට්රෝන ප්‍රවාහයේ තියුණු වැඩිවීමක් සිදුවේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, නිෂ්ක්රිය වායු අණුවක් උදාසීන සිට ධනාත්මක අයනයක් බවට හැරේ, ඉලෙක්ට්රෝනයට සාපේක්ෂව විශාල ස්කන්ධයක් ඇත. වායුවක අයනීකරණය සිදුවන්නේ මේ ආකාරයට වන අතර, ඊට වඩා වැඩි හෝ සමාන ඉලෙක්ට්රෝන සහ අයන සංඛ්යාවක් ඇති ප්ලාස්මා ලෙස හැඳින්වේ. ඉලෙක්ට්රෝන ඇනෝඩය වෙත ගමන් කරන අතර උදාසීන වේ. ධන අයන වෙනත් ප්ලාස්මා මායිමකට ගමන් කරන අතර අඳුරු කැතෝඩ අවකාශයේ වේගවත් වී ඉලක්කය (කැතෝඩය) ඉසිලීම සඳහා ඉහළ ශක්තීන් ලබා ගනී. ඉහළ ශක්තියක් සහිත ඉලක්කගත ද්රව්යයේ පරමාණු කැතෝඩයට ප්රමාණවත් තරම් ආසන්නව පිහිටා ඇති උපස්ථරයේ මතුපිට තැන්පත් වේ. සාමාන්යයෙන් මෙම දුර අඳුරු කැතෝඩ අවකාශයේ දිග එකහමාරක සිට දෙක දක්වා වේ.
කැතෝඩික් ප්රතික්රියාකාරක ස්පුටර් කිරීම නිෂ්ක්රිය සහ ක්රියාකාරී වායු මිශ්රණයක් තුළ සිදු කෙරේ. එය චිත්රපටයේ වෙනස් සංයුතියක් ලබා ගැනීමට ඔබට ඉඩ සලසයි. ඔක්සයිඩ ලබා ගැනීම සඳහා වායු "ආගන් - ඔක්සිජන්" මිශ්රණයක විසර්ජනය භාවිතා වේ. ඔක්සිජන්, නයිට්රජන් සහ කාබන් එකතු කිරීමත් සමඟ ආගන් වායුගෝලයේ ටැන්ටලම් ප්‍රතික්‍රියාශීලීව ඉසීමෙන් ඉතා වෙනස් ගුණ ඇති සංයෝග ගණනාවක් ලබා ගැනීමට හැකි වේ.
අයන-ප්ලාස්මා sputtering (ත්රි-ඉලෙක්ට්රෝඩ පද්ධතිය) අඩු පීඩන සිදු කරනු ලැබේ (රූපය 1.15).
කුටිය තුළ 10 - 3 Pa හි පීඩනයක් නිර්මාණය වන අතර කැතෝඩ දීප්තිය සක්රිය කර ඇත. එවිට එය 10-1 Pa පීඩනයකදී නිෂ්ක්රිය වායුවකින් පුරවනු ලැබේ. වායු විසර්ජන ප්ලාස්මා නිර්මාණය කිරීම 150 ... 250 V වෝල්ටීයතාවයකින් ඇනෝඩය සහ කැතෝඩය අතර ඇතිවන චාප විසර්ජනය මගින් සපයනු ලැබේ තාප කැතෝඩය ඉලෙක්ට්රෝන ප්රභවයක් ලෙස සේවය කරයි. ඉවතලන ද්රව්ය (ඉලක්කය) වායු විසර්ජනය තුලට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ ස්වාධීන ඉලෙක්ට්රෝඩයක් ලෙස විසර්ජනය නඩත්තු කිරීම සම්බන්ධ නොවේ. තර්මියොනික් කැතෝඩය මගින් අනුකරණය කරන ලද ඉලෙක්ට්රෝන ඇනෝඩය දෙසට ත්වරණය වන අතර මඟ දිගේ අවශේෂ වායුවේ අණු අයනීකරණය කරයි. ලැබෙන ප්ලාස්මාවේ ඝනත්වය දිලිසෙන විසර්ජන ප්ලාස්මාවට වඩා විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලකට වඩා වැඩිය. ඉලක්කගත කැතෝඩය සහ උපස්ථරය ක්රියාකාරී ප්ලාස්මා අවකාශයේ ප්රතිවිරුද්ධ මායිම් මත තබා ඇත. ඇනෝඩයට සාපේක්ෂව 200 ... 1000 V සෘණ විභවයක් ඉලක්කයට යොදන මොහොතේ සිට ස්පුටර් කිරීම ආරම්භ වේ.මෙම විභවය ඉලෙක්ට්රෝන විකර්ෂණය කර ප්ලාස්මා අවකාශයෙන් අයන ආකර්ෂණය කරයි. සලකා බලන ලද "ඩයෝඩ" අනුවාදයේ ඇති ආකාරයටම අයන ඉලක්කයට බෝම්බ හෙලයි. මතුපිටට ලම්බකව දිශාවට ප්රධාන වශයෙන් චලනය වන ඉසින ලද පරමාණු, උපස්ථරය මත තැන්පත් වේ. අඩු පීඩනයකදී ඉසීමෙන් ඉසින ලද අංශුවල වැඩි ශක්තිය හේතුවෙන් උපස්ථරයට චිත්රපටයේ ඉහළ ඇලීමක් ලබා ගැනීමට හැකි වේ. මෙම පීඩනයේ දී අණු වල මධ්යන්ය නිදහස් මාර්ගය සෙන්ටිමීටර කිහිපයක් වන බැවින්, ඉලක්කයේ සිට උපස්ථරය වෙත යන මාර්ගයේ ඉසින ලද පරමාණු පාහේ නිෂ්ක්රීය වායුවේ සහ වායු අපද්‍රව්‍යවල අණු හා අයන සමඟ ගැටෙන්නේ නැති අතර එමඟින් දූෂණය වීමේ මට්ටම සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි. විදේශීය වායු ඇතුළත් කිරීම් සහිත චිත්රපටයේ. ඉලක්කය සහ උපස්ථර අතර දුර අඩු කිරීමේ හැකියාව ඇති වන්නේ ට්රයිඩෝ ස්පුටරින් පද්ධතියේ ඉලෙක්ට්රෝන සහ අයන සෑදීම ඉලක්කයෙන් ස්වයංක්‍රීයව සිදු වන බැවිනි.
ට්රයිඩෝ පද්ධතියේ අවාසි වන්නේ වයර් කැතෝඩයේ කෙටි සේවා කාලය සහ පැතලි ඉලක්කයේ තනි කොටස්වල විවිධ ඉසින අනුපාත වේ.
අධි-සංඛ්යාත අයන ස්පුටරින් පාර විද්යුත් සහ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය ඉසීම සඳහා භාවිතා කරයි. ඉලක්කගත කැතෝඩයට පහර දෙන සන්නායක ද්රව්ය සාමාන්යයෙන් ඉසින විට, උදාසීන ක්රියාකාරී වායු අයනය ඉලක්කයෙන් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් ලබාගෙන විසර්ජනය කරයි, එය යම් කාලයක් උදාසීන අණුවක් බවට පත්වේ. ඉසිනු ලබන ඉලක්ක ද්රව්යය පාර විද්යුත් ද්රව්යයක් නම්, ඉලක්කය මත අයන උදාසීන කිරීමක් සිදු නොවන අතර එය ඉක්මනින් ධන ආරෝපණ තට්ටුවකින් ආවරණය වන අතර එමඟින් තවදුරටත් ඉලක්ක ඉසීම වළක්වයි.
ඉසින ලද පාර විද්යුත් ද්රව්යය සවි කර ඇති ලෝහ ඉලෙක්ට්රෝඩයට ප්රත්යාවර්ත වෝල්ටීයතාවයක් යෙදීමෙන් ධනාත්මක ආරෝපණයක බලපෑම ඉවත් කළ හැකිය. ඉලක්කය මත වෝල්ටීයතාවය ඍණාත්මක වන කාල සීමාව තුළ, එය ධන ආරෝපණ සමුච්චය සමග, ඉසිනු ඇත. ධ්‍රැවීයතාව ප්‍රතිවර්තනය කළ විට ධන ආරෝපණය ප්ලාස්මාවෙන් ලබා ගන්නා ඉලෙක්ට්රෝන මගින් වන්දි ලබා දේ. පාර විද්යුත් ද්රව්ය ඕනෑම සංඛ්‍යාතයකින් පාහේ ඉසිය හැක.
නූතන මිනිසාගේ පැවැත්ම සිතා ගැනීමට අපහසු දේ නොමැතිව? ඇත්ත වශයෙන්ම, නවීන තාක්ෂණයෙන් තොරව. සමහර දේවල් අපේ ජීවිතවලට ගොඩක් ඇතුල් වෙලා, ඒවා හරිම නීරස වෙලා. අන්තර්ජාලය, රූපවාහිනිය, මයික්‍රෝවේව් උදුන්, ශීතකරණ, රෙදි සෝදන යන්ත්‍ර - මෙය නොමැතිව නවීන ලෝකය සහ, ඇත්ත වශයෙන්ම, එහි සිටින බව සිතීම දුෂ්කර ය.
වර්තමාන තාක්ෂණය සියල්ලම පාහේ සැබවින්ම ප්‍රයෝජනවත් සහ අවශ්ය වන්නේ කුමක් ද?
ප්‍රගතිය සඳහා හොඳම අවස්ථා ලබා දුන්නේ කුමන නව නිපැයුමද?
මිනිසාගේ අත්‍යවශ්‍ය සොයාගැනීම්වලින් එකක් වන්නේ ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය කිරීමේ තාක්ෂණයයි.
ඇයට ස්තූතියි, නවීන තාක්ෂණය ඉතා කුඩායි. එය සංයුක්ත සහ පහසු වේ.
ක්ෂුද්ර පරිපථ වලින් සමන්විත විශාල දේවල් නිවස තුළට ගැළපෙන බව අපි කවුරුත් දනිමු. ඔවුන්ගෙන් බොහෝ දෙනෙක් කලිසම් සාක්කුවකට ගැලපෙන අතර බරින් අඩුය.
කටු සහිත මාර්ගය
ප්රතිඵලයක් ලබා ගැනීම සහ ක්ෂුද්ර පරිපථයක් ලබා ගැනීම සඳහා, විද්යාඥයින් වසර ගණනාවක් වැඩ කර ඇත. නවීන ශීතකරණයක් සම්පූර්ණයෙන්ම සංකීර්ණ හා සංකීර්ණ පරිපථ වලින් සමන්විත නොවන බව තිබියදීත්, ආරම්භක පරිපථ අද ප්‍රමිතීන්ට අනුව විශාල විය, ඒවා ශීතකරණයකට වඩා විශාල හා බර විය. මේ වගේ දෙයක් නැහැ! එහි කුඩා, නමුත් පැරණි සහ විශාල ඒවාට වඩා උපයෝගීතාවයෙන් උසස් එකක් ඇත. විද්‍යාවේ හා තාක්ෂණයේ තවදුරටත් දියුණුවට තල්ලුවක් දෙමින් මෙම සොයාගැනීම විශාල ප්‍රබෝධයක් ඇති කළේය. චිප් නිෂ්පාදන උපකරණ නිකුත් කරන ලදී.
උපකරණ
ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය පහසු කාර්යයක් නොවේ, නමුත් වාසනාවකට මෙන්, පුද්ගලයෙකුට හැකි තරම් නිෂ්පාදන කාර්යය සරල කරන එම තාක්ෂණයන් තිබේ. සංකීර්ණත්වය තිබියදීත්, ලොව පුරා දිනපතා ක්ෂුද්ර පරිපථ විශාල සංඛ්යාවක් නිපදවනු ලැබේ. ඒවා නිරන්තරයෙන් වැඩිදියුණු වෙමින් පවතින අතර, නව විශේෂාංග සහ වැඩිදියුණු කළ කාර්ය සාධනය අත්පත් කර ගනී. මෙම කුඩා නමුත් ස්මාර්ට් පද්ධති දිස්වන්නේ කෙසේද? මෙය ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා උපකරණවලට උපකාරී වන අතර එය ඇත්ත වශයෙන්ම පහත සාකච්ඡා කෙරේ.
ක්ෂුද්ර පරිපථ නිර්මාණය කරන විට, විද්යුත් රසායනික තැන්පත් කිරීමේ පද්ධති, පිරිසිදු කිරීමේ කුටි, රසායනාගාර ඔක්සිකාරක කුටි, තඹ ඉලෙක්ට්‍රෝඩෙපොසිෂන් පද්ධති, ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆික් සහ වෙනත් තාක්ෂණික උපකරණ භාවිතා කරනු ලැබේ.
ඡායාරූප ශිල්පීය උපකරණ යාන්ත්රික ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ වඩාත්ම මිල අධික හා නිරවද්‍ය උපකරණ වේ. අපේක්ෂිත චිප් ස්ථලකය ජනනය කිරීම සඳහා සිලිකන් උපස්ථරය මත රූප නිර්මාණය කිරීම සඳහා එය වගකිව යුතුය. ද්රව්යයේ තුනී ස්ථරයකට ෆොටෝරෙසිස්ට් යොදනු ලැබේ, එය පසුව ෆොටෝමාස්ක් සහ ඔප්ටිකල් පද්ධතියකින් ප්රකිරණය වේ. උපකරණවල ක්රියාකාරිත්වය අතරතුර, රටාවේ මූලද්රව්යවල ප්රමාණය අඩු වේ.
ස්ථානගත කිරීමේ පද්ධතිවල, බොහෝ විට ප්‍රතිපෝෂණ ඇති රේඛීය විදුලි මෝටරයක් සහ ලේසර් ඉන්ටර්ෆෙරෝමීටරයක් මගින් ප්‍රමුඛ කාර්යභාරය ඉටු කරයි. එහෙත්, උදාහරණයක් ලෙස, මොස්කව් රසායනාගාරය "ඇම්ෆෝරා" විසින් සංවර්ධනය කරන ලද තාක්ෂණයේ එවැනි සම්බන්ධයක් නොමැත. මෙම ගෘහස්ත උපකරණය දෙපස වඩාත් නිවැරදි චලනය සහ සුමට පුනරාවර්තනයක් ඇති අතර එමඟින් පසුබෑමේ හැකියාව ඉවත් කරයි.
විශේෂ ෆිල්ටර ගැඹුරු පාරජම්බුල ප්‍රදේශයෙන් ජනනය වන තාපයෙන් වෙස්මුහුණ ආරක්ෂා කරයි, දිගු මාස ක්රියාකාරිත්වය සඳහා අංශක 1000 ඉක්මවන උෂ්ණත්වයන් විඳදරා ගනී.
බහු ස්ථර ආෙල්පන මත තැන්පත් වීමේදී අඩු ශක්ති අයන ප්‍රගුණ කර ඇත. මීට පෙර, මෙම කාර්යය තනිකරම මැග්නෙට්‍රෝන ස්පුටරින් ක්රමය මගින් සිදු කරන ලදී.
චිප් නිෂ්පාදන තාක්ෂණය
මැවීමේ සම්පූර්ණ ක්රියාවලිය අර්ධ සන්නායක ස්ඵටික තෝරා ගැනීමෙන් ආරම්භ වේ. වඩාත්ම අදාළ වන්නේ සිලිකන් ය. සිහින් අර්ධ සන්නායක වේෆරයක් දර්පණ රූපයක් දිස්වන තුරු ඔප දමා ඇත. අනාගතයේ දී, නිර්මාණයේ අනිවාර්ය පියවරක් වනුයේ පින්තූරයක් ඇඳීමේදී පාරජම්බුල කිරණ භාවිතයෙන් ඡායාරූප ශිලා ලේඛනයයි. මෙය ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා යන්ත්රයට උපකාර කරයි.
ක්ෂුද්ර චිපයක් යනු කුමක්ද? මෙය තුනී සිලිකන් වේෆර් වලින් සාදන ලද බහු ස්ථර පයි එකකි. ඒ සෑම එකක්ම නිශ්චිත සැලසුමක් ඇත. මෙම රටාවම ඡායාරූප ශිලාලේඛන අවධියේදී නිර්මාණය වේ. අංශක 700 ට වැඩි උෂ්ණත්වයක් සහිත විශේෂ උපකරණවල තහඩු ප්රවේශමෙන් තබා ඇත. පුළුස්සා දැමීමෙන් පසු ඒවා වතුරෙන් සෝදා හරිනු ලැබේ.
බහු ස්ථර තහඩුවක් නිර්මාණය කිරීමේ ක්රියාවලිය සති දෙකක් දක්වා ගත වේ. අපේක්ෂිත ප්‍රති result ලය ලබා ගන්නා තෙක් ඡායාරූපකරණය කිහිප වතාවක් සිදු කරනු ලැබේ.
රුසියාවේ ක්ෂුද්ර පරිපථ නිර්මාණය කිරීම
මෙම කර්මාන්තයේ සිටින ගෘහස්ථ විද්යාඥයින්ට ඩිජිටල් ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා ඔවුන්ගේම තාක්ෂණයක් ද ඇත. අනුරූප පැතිකඩෙහි පැල රට පුරා ක්රියාත්මක වේ. නිමැවුමේ දී, තාක්ෂණික ලක්ෂණ වෙනත් රටවල තරඟකරුවන්ට වඩා බෙහෙවින් පහත් නොවේ. ප්රාන්ත කිහිපයක රුසියානු ක්ෂුද්ර පරිපථ වඩාත් කැමති වේ. බටහිර නිෂ්පාදකයින්ට වඩා අඩු ස්ථාවර මිලකට සියල්ල ස්තූතියි.
උසස් තත්ත්වයේ ක්ෂුද්ර පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා අවශ්ය සංරචක
වාතයේ සංශුද්ධතාවය පාලනය කරන පද්ධති වලින් සමන්විත කාමරවල ක්ෂුද්ර පරිපථ නිර්මාණය වේ. නිර්මාණයේ සම්පූර්ණ අදියරේදී, විශේෂ ෆිල්ටර තොරතුරු රැස් කර වාතය සකසන අතර එමඟින් එය මෙහෙයුම් කාමරවලට වඩා පිරිසිදු කරයි. නිෂ්පාදනයේ යෙදී සිටින කම්කරුවන් විශේෂ ආරක්ෂිත ඕවෙරෝල් පැළඳ සිටින අතර ඒවා බොහෝ විට අභ්‍යන්තර ඔක්සිජන් සැපයුම් පද්ධතියකින් සමන්විත වේ.
චිප් නිෂ්පාදනය ලාභදායී ව්‍යාපාරයකි. මෙම ක්ෂේත්රයේ හොඳ විශේෂඥයින් සෑම විටම ඉල්ලුමේ පවතී. සෑම ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණයක්ම පාහේ ක්ෂුද්ර පරිපථ මගින් ක්රියාත්මක වේ. ඔවුන් නවීන මෝටර් රථවලින් සමන්විතය. අභ්‍යවකාශ යානාවල ක්ෂුද්ර පරිපථ නොමැතිව ක්‍රියා කිරීමට නොහැකි වනු ඇත. නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය නිතිපතා වැඩිදියුණු වේ, ගුණාත්මකභාවය වැඩි දියුණු වේ, හැකියාවන් පුළුල් වේ, රාක්ක ආයු කාලය වැඩි වේ. ක්ෂුද්ර පරිපථ දිගු දස හෝ වසර සිය ගණනක් සඳහා අදාළ වේ. ඔවුන්ගේ ප්රධාන කාර්යය වන්නේ පෘථිවියේ සහ ඉන් ඔබ්බෙහි ප්‍රතිලාභ ලබා ගැනීමයි.
